Respuesta corta: algunos libros de texto están infectados con un concepto erróneo, la idea de que los electrones siempre orbitan los átomos metálicos individuales. No También le dirán que los electrones solo saltan entre átomos cuando se aplica un voltaje a lo largo de los cables. Incorrecto.
En metales, los electrones externos de cada átomo metálico han dejado su átomo original. Esto sucede cuando el metal se forma por primera vez. Si los electrones se mantuvieran pegados a cada átomo, entonces el metal sería un aislante y, a bajos valores de corriente, los ohmios no serían constantes. En realidad, los electrones externos o de "banda de conducción" orbitan todo el tiempo entre todos los átomos metálicos. Un alambre de metal se asemeja a una especie de "plasma solidificado". Los metales son raros.
Los físicos llaman a la población de electrones móviles del metal con el nombre de "mar de electrones" u "océano de carga". En química se llama "enlace metálico".
Desde un punto de vista no cuántico, podemos ver los objetos metálicos como recipientes llenos de un "fluido eléctrico", al estilo de Ben Franklin. Los electrones del metal se mueven a gran velocidad, dando vueltas, como las moléculas de gas dentro de una manguera. Pero este movimiento de electrones está en direcciones aleatorias. Es un depósito de energía térmica, pero no tiene una dirección única, por lo que no es "viento"; No corriente eléctrica. Por cada electrón que va en una dirección, hay otra que va hacia atrás.
Por lo tanto, una corriente eléctrica de CC real en un metal es una deriva promedio lenta de esta nube de electrones. Los electrones individuales no se mueven lentamente, por supuesto. En cambio, deambulan casi a la velocidad de la luz todo el tiempo. Pero durante una corriente continua, su camino errante promedio tiene una pequeña deriva de corriente continua superpuesta. La atmósfera de la Tierra hace lo mismo: cada molécula se mueve casi a la velocidad del sonido, incluso en condiciones inmóviles; Sin viento. Consideramos la deambulación como "térmica", como Brownian Motion. Lo mismo con electrones individuales en un metal.
Una animación correcta de átomos / electrones de metales representaría los electrones saltando en ambas direcciones para corriente cero. O bien, muéstrelos moviéndose de un lado a otro a través de varios átomos, con movimiento aleatorio durante cero amperios. (O, muestre el interior del cable como 'nieve de televisión', como un parpadeo de ruido blanco). Luego, durante una corriente continua, todo el patrón de electrones se deslizará lentamente como una unidad. Cuanto más altos son los amperios, más rápido es el flujo. El "ruido blanco líquido" se mueve lentamente, como el agua en una tubería, pero las partículas individuales nunca permanecen quietas.
Tenga en cuenta que esta imagen NO SE APLICA A TODOS LOS CONDUCTORES . Solo se aplica a metales sólidos (la forma más común de conductor utilizado en ingeniería eléctrica), pero no a agua salada, ácidos, corrientes de tierra, tejidos / nervios humanos, metales líquidos, metales en movimiento, plasma, chispas, etc. No hay electricidad. t electrones, por eso los ingenieros y científicos usan la "corriente convencional" que se aplica a todos los tipos de conductores. El flujo de electrones dentro de los metales es un caso especial de corrientes eléctricas en general.
PD ¡
Tenga en cuenta que los electrones no son invisibles! (De hecho, los electrones son las únicas cosas que son visibles.) Por lo tanto, cada vez que miramos un cable pelado, estamos viendo su electrón-mar. Los electrones móviles son reflectores extremos de las ondas EM. El aspecto "metálico" de una superficie metálica es nuestra visión de los electrones libres. Entonces, los electrones son como un fluido plateado. Durante las corrientes eléctricas en un metal, son las cosas plateadas las que fluyen. Pero no hay suciedad ni burbujas en este flujo, por lo que, aunque podemos ver el "fluido", no podemos ver su movimiento. (Heh, incluso si pudiéramos ver algo en movimiento, la deriva de carga sería demasiado lenta para darse cuenta; ¡como la manecilla de minutos en un reloj!)
