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Si los electrones se mueven lentamente en un circuito eléctrico, ¿qué señal o energía es la que viaja a la velocidad de la luz?

Estoy leyendo el "Manual de Teoría de la Radio" y me confundo con la afirmación que dice que los electrones se mueven a través del cable a paso de caracol, pero continúa diciendo que el "efecto eléctrico" es instantáneo. Supongo que se refiere a la velocidad de la luz. Entonces, ¿qué es esta misteriosa señal eléctrica en el cable que se mueve a la velocidad de la luz? ¿Es el CEM? Por definición, la electricidad es el flujo de electrones. Pero aún así se dice que los electrones viajan lentamente No puede haber una contradicción. Estoy pidiendo ayuda para aclarar esto. Gracias. Hay otra pregunta: ¿Es el voltaje la velocidad de los electrones? No es la misma pregunta. No estoy preguntando por el voltaje. Estoy preguntando sobre la aparente contradicción dado el hecho de que la electricidad que es el flujo de electrones tiene un efecto casi instantáneo mientras que los propios electrones son más lentos. Aunque no es la misma pregunta, había suficiente información útil allí y junto con todas las excelentes respuestas que mi pregunta ha sido bien explicada.

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Glauco Vinicius Puntos 270

Son los cambios en los campos dentro y alrededor del cable los que viajan a la velocidad de la luz. Imagina el cable como un tubo hueco lleno de electrones. Cuando no hay corriente los electrones están todos sentados allí, repeliéndose unos a otros, pero como no hay ningún lugar a donde ir, simplemente se quedan quietos.

Cuando un electrón en la parte posterior del cable comienza a ser empujado (por una batería, por ejemplo), se acerca a sus vecinos de delante, que luego los empujan hacia delante. Estos electrones empiezan a moverse, lo que hace que empiecen a empujar su vecinos. Eventualmente todos los electrones se están moviendo por el cable.

La velocidad con la que los electrones escuchan el movimiento de sus vecinos determina la rapidez con la que la señal viaja por el cable. Nada de este proceso requiere que los electrones vayan a ninguna parte rápidamente, solo que sus vecinos sientan que cambia rápidamente.

Todo esto es una enorme simplificación, en realidad hay un campo eléctrico continuo, y hay un campo magnético generado alrededor del cable, y por supuesto el cable no es hueco, pero esta imagen puede ayudar para obtener el concepto.

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brettpim Puntos 1

¿Podríamos analogizarlo con algo como esto? Imagina un tren muy largo con un gran número de vagones. El motor comienza a moverse, muy, muy lentamente. Instantáneamente, el último vagón también comienza a moverse. La velocidad del motor no tiene relación alguna con la velocidad a la que la información del tren comenzando a moverse se propaga.

Los electrones son como los entrenadores.

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Los Frijoles Puntos 210

Los propios electrones se mueven a la gloriosa velocidad de fracciones de un milímetro por segundo. Sin embargo, están tan cerca unos de otros que constantemente se chocan entre sí. Esto hace que una señal eléctrica viaje por un cable en algún lugar usualmente alrededor de 2/3 de la velocidad de la luz. Esa velocidad puede ser efectivamente reducida por varios elementos del circuito también. Una señal dentro de un cable coaxial viajará más lentamente que una señal en un cable que cuelga libremente. Ver wikipedia sobre el Factor de Velocidad para más detalles sobre esto, específicamente parte sobre el factor de velocidad en una línea de transmisión sin pérdidas.

En cuanto al "efecto eléctrico", probablemente se refiere a la radiación electromagnética que puede ser producida por ciertas oscilaciones en los circuitos (cambios en el campo eléctrico que dan lugar a ondas de radio, electrones que se mueven entre los estados de energía en los LEDs, etc.). Estos viajan a la velocidad de la luz en el vacío porque la radiación electromagnética es luz y viceversa.

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Mark Tillotson Puntos 66

Los electrones se mueven al azar debido a la energía térmica (más propiamente en la energía de Fermi, una vez que empiezas a pensar en términos cuánticos). Sin embargo, ese movimiento aleatorio no tiene ningún efecto neto a gran escala, aparte de generar el ruido de Johnson.

Superpuesto a este movimiento aleatorio está la velocidad de deriva, que es un paso de caracol, debido a la corriente macroscópica. Cada 64g o más de cobre tiene un faraday de carga en sus electrones libres (96500 culombios), por lo que no tienen que moverse rápido para crear una gran corriente.

Los campos eléctricos y magnéticos se mueven a la velocidad de la luz en el medio aislante alrededor del alambre y esto es lo que lleva la señal y lo controla todo - la corriente en el alambre responde al campo eléctrico, comenzando en la superficie y trabajando hacia abajo en el grueso del metal de acuerdo con el efecto de la piel.

En las radiofrecuencias toda la corriente es transportada en los pocos micrones exteriores del conductor, casi toda la acción está en el espacio o aislante alrededor del cable (o dentro de la guía de ondas)

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GEOCHET Puntos 13787

Sí, 1) los electrones viajan extremadamente despacio, y en los sistemas de CA se detienen constantemente e invierten la dirección, 2) los cables metálicos siempre están llenos de enormes cantidades de electrones, 3) las baterías y los generadores son bombas de electrones, y no crean o "generan" los electrones que están siendo bombeados.

La "señal misteriosa" es exactamente eso. Tiene varios nombres: señales eléctricas, energía electromagnética, ondas eléctricas, ondas EM. Viaja a la velocidad de la luz porque IS luz/radio/EM. Si tenemos un anillo de electrones móviles (un circuito de metal) y si de repente aplicamos una fuerza de bombeo en un punto, las ondas electromagnéticas se propagarán por todo el circuito a la velocidad de la luz, hasta que todas las cargas del metal "capten el mensaje" y empiecen a moverse.

Pregunta similar: ¿qué venden las compañías eléctricas? No corriente, ya que el camino de la corriente es un circuito cerrado. Venden ondas de radio de 60Hz, pero ondas que se envían por líneas de transmisión y son absorbidas por motores y luces distantes. Dentro del cableado de tu casa y dentro de las largas líneas de transmisión, los electrones vibran de un lado a otro, pero las ondas EM proceden continuamente hacia adelante. No confundas el "medio" con las "ondas". En el espacio vacío, la luz y la radio no requieren de un medio, pero si las ondas electromagnéticas viajan a lo largo de los cables, los electrones móviles actúan como el "medio" para la propagación de las ondas EM.

Aquí hay un aspecto confuso: el flujo de las ondas EM no tiene límite de frecuencia, y opera hasta cero Hz. La descripción de los campos EM de las líneas de transmisión de dos hilos también se aplicará a las linternas. Cuando una batería está encendiendo una bombilla, las ondas EM viajan de batería a bombilla a la velocidad de la luz. Este efecto se hace obvio para los generadores de señal de 100MHz, pero sigue siendo el mismo para 60Hz y para DC. En los sistemas de CC sólo podemos detectar el flujo de energía de alta velocidad si iniciamos o detenemos repentinamente el flujo, para producir un borde afilado que pueda ser rastreado. Y así, otro nombre para su misteriosa señal podría ser: "¡Energía de onda DC!" :)

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