Corriente Eléctrica Microscópica

Puesto que la carga eléctrica está cuantizada en múltiplos discretos de la carga del electrón, es instructivo mirar a la corriente eléctrica como el movimiento de múltiples portadores de cargas microscópicos con una velocidad de deriva en el interior del conductor.

Portadores de Carga Eléctrica

En la corriente eléctrica de un cable de cobre, los portadores de cargas lo forman los electrones móviles y los iones de cobre cargados positivamente, están esencialmente estacionarios en las redes del metal. Sin embargo en el estudio de los circuitos eléctricos se usa normalmente la corriente convencional, en la que se considera que son las cargas positivas las que se están moviendo. El debate continua acerca de esta práctica, pero la naturaleza física de los portadores de carga en el cobre es bastante sencilla.

Sin embargo, en otras aplicaciones de la corriente eléctrica, la identificación de los portadores de cargas no es tan simple. Por ejemplo, en los semiconductores, alguna veces tenemos electrones que son móviles, y otras veces tenemos deficiencia de electrones llamados "agujeros" que son móviles. Existen diferencias significativas en la forma en que ambos conducen. Una manera de detectar que clase de conducción está teniendo lugar, es con el efecto Hall, el cual le da una polaridad diferente a los voltajes Hall de los portadores de carga positivos y negativos. En muchas substancias, la conducción eléctrica no es exactamente movimiento de electrones libres.

Velocidad de Deriva de los Portadores de Cargas

A pesar de que su luz se enciende muy rápidamente cuando se activa el interruptor, y le resulta imposible accionar de nuevo el interruptor de la luz y meterse en la cama antes de que la sala se oscurezca, la velocidad de deriva real de los electrones a través de los cables de cobre es muy lenta. Es el cambio o "señal" a la que se propaga a lo largo del cable, el que va en esencia a la velocidad de la luz.

La velocidad de deriva de los electrones en un cable de cobre, se puede calcular de

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Densidad de los Portadores de Carga

El cálculo de la densidad de electrones libres en un metal como el cobre, tiene que ver con los datos físicos básicos del metal, mas el hecho de que el cobre proporciona al proceso de la conducción eléctrica, un electrón libre por átomo. Con los siguientes datos se puede calcular un valor representativo.