¿Cuál es la velocidad de la corriente eléctrica? Si enciendo una luz, ¿cómo sabré cuánto tiempo le tomaría a la luz brillar?

Answer 1

Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a una velocidad máxima de 299,792,458 metros por segundo . Para un cable de cobre de calibre 12 que transporta una corriente continua de 10 amperios, la velocidad de la corriente eléctrica (velocidad de deriva de electrones promedio) es de aproximadamente 80 centímetros por hora o aproximadamente 0,0002 metros por segundo . Esa es una gran diferencia.

Pero probablemente quiera saber la diferencia en la velocidad de propagación del campo electromagnético en el vacío y en el alambre de cobre. Aquí hay una copia de mi respuesta a una pregunta relacionada: ¿Cuál es la velocidad de la electricidad y por qué?
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La velocidad de la corriente eléctrica en el cable de cobre es la velocidad de deriva promedio de los electrones en el cable. Esto se puede calcular utilizando el applet que se muestra a continuación en la página web de Hyperphysics: Vista microscópica de corriente eléctrica. Para un cable de cobre de calibre 12 con una corriente continua de 10 amperios, la velocidad de deriva promedio es de aproximadamente 80 centímetros por hora o aproximadamente 0,0002 metros por segundo .
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La velocidad de propagación del campo eléctrico (electromagnético) en el alambre de cobre es más lenta que en el vacío en un factor denominado factor de velocidad. La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío es de 299,792,458 metros por segundo . El factor de velocidad para un cable de cobre de calibre 12 es de aproximadamente 0.951 (según esta fuente). Por lo tanto, la velocidad de la electricidad en un cable de cobre de calibre 12 es de 299,792,458 metros por segundo x 0,951 o 285,102,627 metros por segundo. Esto es aproximadamente 280,000,000 metros por segundo, que no es muy diferente de la velocidad de las ondas electromagnéticas (luz) en el vacío.

Answer 2

La propagación constante a través de diferentes materiales varía. Si hablamos del tiempo que lleva desde el momento en que enciende la luz de una habitación, hasta el momento en que la ve, la respuesta es menos confusa. En el cableado de una casa de 14 AWG, la propagación es ~ 97% de la velocidad de la luz. Dependiendo de la longitud del cable, el tiempo varía según esa longitud. En cualquier caso, subjetivamente, será instantáneo.

Si está encendiendo una luz en la Luna, entonces serán segundos de luz más retraso de propagación, según el material de cableado. Y según el tipo de bombilla, el tiempo desde la corriente que llega a la bombilla hasta que se enciende en un punto visible también es variable.

Answer 3

La velocidad de la luz, a menudo llamada “c”, en minúsculas, se refiere comúnmente a la velocidad de la luz en el vacío, que es la más rápida. Son unos 300 millones de metros por segundo.

La propagación del campo eléctrico o la señalización eléctrica utilizando señales eléctricas en un cable es un poco más lenta. Puede ser de aproximadamente el 50% de c al 99% de c, dependiendo de la composición y construcción del cable y el aislamiento. Vea el artículo wiki Factor de velocidad.

Hay otra velocidad que es la velocidad de deriva. Esto puede considerarse como el seguimiento de un electrón individual y es muy lento, del orden de fracciones de metros por segundo. No puede imaginar la propagación de la señal eléctrica como un solo electrón o un lote de electrones que viajan en el cable de un extremo al otro al 75% de la velocidad de la luz … debe considerar que los electrones chocan entre sí y cambian de lugar con un pocos agujeros para propagar el campo, al igual que cuando escuchas un sonido a una distancia de 1000 pies, la presión del sonido en tu oído no es que las moléculas de aire se movieron originalmente a mil pies de distancia, sino una onda de compresión que se mueve de una molécula a otra distancia. Ver artículo wiki Velocidad de deriva

Sin embargo, al determinar el retraso hasta que se enciende la luz, dos cosas tendrán un impacto mucho mayor que la velocidad de la electricidad en los cables:

1. El ángulo de fase de la alimentación de CA cuando activa el interruptor; Si el seno está cerca de la fase cero, puede haber un retraso de hasta 4 a 5 milisegundos para alcanzar el voltaje máximo.
2. La velocidad de calentamiento del filamento; Esperaría que algunos milisegundos alcancen el brillo total debido a su calentamiento.
3. Unos pocos pies de cable representan aproximadamente un nanosegundo por pie para retraso de viaje, un nanosegundo es aproximadamente 1 millonésima de milisegundo.

Answer 4

Piense en los electrones en el cable de cobre como un grupo de personas en una larga fila. Cuando pulsas el interruptor, le dices al chico de atrás que “empiece a moverse”. Él le dice a la persona frente a él que comience a moverse (a través de un empujón en la espalda o lo que sea), y así sucesivamente. Finalmente, toda la línea se mueve. Pero, la velocidad de la señal para comenzar a moverse (las personas se dicen entre sí que se muevan) ¡es mucho más rápida que la eventual velocidad de caminata!

En su cable, la señal se propaga muy rápido: aproximadamente el 97% de la velocidad de la luz en el vacío. Pero los electrones, una vez que comienzan a moverse, están a una velocidad de deriva muy lenta de solo unos pocos cm / s. Sin embargo, la velocidad importante es la señal, no la velocidad de deriva.

Para más información, ver:
Velocidad de la electricidad
vs.
Velocidad de deriva

Answer 5

Es la velocidad de la luz, amigo mío. Los problemas ocurren dentro de los materiales que transmiten los electrones. La única forma de transmitir tan perfectamente como sea humanamente posible es tener materiales superconductores. La levitación magnética es un ejemplo perfecto. Los trenes Maglev funcionan según este principio. Los imanes súper enfriados proporcionan un flujo casi perfecto de electrones. Hay una barra lateral interesante para esto llamada condensado de Bose Einstein. Deberías buscarlo en Google. Básicamente establece que en el cero absoluto (459.67 grados Fahrenheit), todos los átomos dejarán de moverse creando un conductor de electricidad perfecto. Dado que no puede evitar que los átomos se muevan por completo en el estado cuántico. Esto crea un fenómeno llamado Quantum Jitters . Este fenómeno se está utilizando para mostrar que las partículas cuánticas pueden fluir hacia atrás. “Por contraintuitivo que parezca para la mayoría de nosotros, la idea de que las partículas vayan contra el grano como esta no es nueva. A principios de este año, los científicos crearon un fluido que exhibía las propiedades de la “masa negativa”, lo que significa que también tiene fuerza negativa y fluye hacia atrás. El flujo hacia atrás funciona según un principio similar (pero diferente), y hasta ahora, se creía que solo se aplicaba a partículas cuánticas “libres”: aquellas sin fuerzas que actúan sobre ellas “. [1]

¡Es un momento increíble para estar vivo, amigo!

Notas al pie

[1] Empujar las partículas cuánticas hacia adelante puede hacer que retrocedan

Answer 6

La electricidad se establece instantáneamente , casi a la velocidad de la luz. Pero no piense que los electrones están ardiendo a velocidades de la luz. El campo eléctrico establecido en un conductor obliga a sus electrones libres a moverse en una dirección más o menos unilateral a una velocidad más o menos uniforme llamada ” velocidad de deriva “. Esta ‘velocidad de deriva’ es notablemente pequeña, solo unos pocos milímetros por segundo.

Entonces, ¿cómo comienzan a funcionar los circuitos eléctricos en el instante en que se presiona un interruptor? En realidad, cuando se enciende un circuito, se establece un campo eléctrico localizado en todas partes del circuito conductor. Entonces, ya ves, los electrones libres en todas partes comienzan a moverse, aunque muy lentamente, en lugar de unos pocos electrones corriendo.

Answer 7

La luz brillará de inmediato. Pero si estás pensando que es debido a la velocidad de los electrones, entonces no lo es. Los electrones pueden tardar algunas horas en viajar incluso un metro en el conductor en circuitos de CC y los electrones ni siquiera viajan en el conductor en una corriente alterna (CA). Un AC involucra solo el movimiento hacia adelante y hacia atrás de los electrones sobre sus posiciones fijas. En realidad, es un campo eléctrico que viaja casi a la velocidad de la luz en un conductor y proporciona energía para las oscilaciones de todos los electrones. Estos electrones vibrantes luego dan algo de su energía en forma de luz.

Answer 8

La velocidad de la corriente eléctrica depende de la constante dieléctrica del material en la que fluye la corriente. En el vacío, y supongo también en conductor puro, la velocidad del campo eléctrico será la misma que la velocidad de la luz. Entonces, la corriente también fluirá a la velocidad de la luz.

Sin embargo, esta no es la velocidad de los electrones en el conductor. La velocidad del electrón se llama velocidad de deriva y es bastante pequeña (en un rango de milímetros por segundo). Puede suponer que esta velocidad también es muy rápida si la compara con el tamaño del electrón mismo.

Answer 9

Por “electricidad” supongo que se refiere a una corriente que viaja a través de un cable de cobre, como el cable de alimentación de un televisor o un ventilador, etc. Las corrientes eléctricas que pasan a través de los cables están formadas por electrones libres que se mueven. En el caso de tales corrientes eléctricas a través de conductores, observaremos tres velocidades diferentes:

La velocidad del electrón : se estima que el electrón libre se mueve a unos 2.200 kilómetros por segundo, menos del 1% de la velocidad de la luz.

La velocidad de deriva es la velocidad promedio que el electrón se mueve en un campo eléctrico a través de un cable. Los electrones libres en un conductor vibran al azar, pero no hay velocidad neta. Cuando se aplica un voltaje de CC, los electrones aumentarán en velocidad proporcionalmente a la fuerza del campo eléctrico. Estas velocidades son del orden de milímetros por hora solamente.

A pesar de que los electrones se mueven a través del cable a la velocidad de deriva, no significa que los “efectos” del movimiento de los electrones se muevan a la misma velocidad. No interactúan entre sí al chocar literalmente entre sí como sólidos. En cambio, los electrones interactúan a través del campo electromagnético. Cuanto más se acercan dos electrones entre sí, más fuertes se repelen entre sí a través de sus campos electromagnéticos. El punto interesante es que cuando un electrón se mueve, su campo se mueve con él, de modo que el electrón puede repeler y empujar a otro electrón por el cable a través de su campo mucho antes de llegar físicamente a la misma ubicación. Como resultado, los efectos electromagnéticos pueden viajar por un cable de metal mucho más rápido que el electrón individual.

La velocidad a la que viajan los efectos electromagnéticos a través de un cable se denomina “velocidad de señal” o “velocidad de onda”. Debido a que la señal que viaja por un cable eléctrico implica una interacción tanto de la onda electromagnética como de los electrones, la velocidad de la señal está cerca de la velocidad de la luz en el vacío.

En su conjunto, incluido su “generador a la red”, y en todos nuestros dispositivos eléctricos y electrónicos, las señales o la energía viajan como electricidad, típicamente del orden del 90% al 99% de la velocidad de la luz, dependiendo del voltaje .

Answer 10

Esa es una pregunta ligeramente matizada.

Entre encender un interruptor de luz y encender la bombilla, la velocidad de la electricidad es la velocidad de la luz en cualquier material del que esté hecho el cable.

La velocidad que viaja un electrón a lo largo del cable es muy lenta, depende del grosor del cable y tal, pero una fracción de milímetro por segundo sería aproximadamente la velocidad.

Esto puede ser un poco confuso: mi analogía de “ir a” para esto es imaginar una manguera de 200 pies de largo llena de canicas o rodamientos de bolas o algo así.

Si empuja un rodamiento de bolas dentro de la tubería en un extremo, porque son básicamente incompresibles, otro saldrá inmediatamente del otro extremo. Pero si empuja un rodamiento de bolas rojo en un extremo, estaría empujando más rodamientos de bolas en la manguera durante HORAS antes de que el rojo finalmente salga por el otro extremo.

El mismo trato con el electrón … bueno, un poco.

Answer 11

Por velocidad de la electricidad se entiende la velocidad de los electrones.

Depende de

1. la diferencia de voltaje (V) entre los terminales del cable (longitud = d)

2. el material, específicamente su movilidad (u), que a su vez depende de la concentración de los portadores de carga

Velocidad, v = u (V / d) hasta que V sea tan fuerte que tenga lugar la saturación

Entonces, para una pequeña muestra de alambre conductor, la velocidad del electrón puede llegar a 10 ^ 5 m / s.

Answer 12

La palabra electricidad se refiere generalmente al movimiento de electrones (u otros portadores de carga) a través de un conductor en presencia de potencial y un campo eléctrico. La velocidad de este flujo tiene múltiples significados. En los dispositivos eléctricos y electrónicos cotidianos, las señales o la energía viajan como ondas electromagnéticas, típicamente del orden del 50% al 99% de la velocidad de la luz, mientras que los electrones se mueven (derivan) mucho más lentamente.

La velocidad a la que viaja la electricidad es la misma que la velocidad de la luz, es decir, 3 × 100000000 m / s. Por consiguiente, el tiempo depende de la longitud del conductor desde el interruptor. Prácticamente el tiempo es imperceptible.

Hace que sea 300000000 m / s aprox.

@https: //www.electrikals.com/

Answer 13

He visto una forma de observar y medir directamente la velocidad de deriva de las cargas en un conductor (no metálico). Conecte los electrodos metálicos a los extremos de un gran cristal de sal (NaCl), luego caliéntelo a 700 grados C y aplique alto voltaje a los electrodos. A esta temperatura, la sal se vuelve conductora, pero a medida que los electrones fluyen a través de ella, decoloran el cristal y una ola de oscuridad se mueve a través del cristal transparente. Se puede medir la velocidad de esta onda de movimiento lento. (Y si duplica la corriente, la velocidad de la onda se duplica). Esta demostración aparece en:

Experimentos de demostración de física (dos volúmenes)
HF Meiners, ed. Ronald Press Co 1970

= cm / seg
= ________I_______
Q * e * R ^ 2 * pi

= .0023 cm / seg o 8.4 cm / hora

[Esto es para 1.0A en alambre de cobre # 12. ]
[Las corrientes más altas dan una deriva más rápida,]
[y un cable más delgado proporciona una deriva más rápida. ]

Velocidad del flujo de electricidad (velocidad de la corriente).

Answer 14

Como la densidad de corriente es directamente proporcional a la velocidad de deriva.
La velocidad de deriva se define como la velocidad del electrón debido al campo eléctrico.
la velocidad de deriva se calcula usando la fórmula I / nAq donde I es la corriente que fluye en n es el número de electrones en el cable yq es igual a la carga de electrones. De este modo, utilizando la ecuación anterior, puede calcular la velocidad de deriva. Cuál es la velocidad del electrón en el medio.

Un cable de cobre normal tiene una velocidad de deriva de casi 1 * 10 ^ -2 km / h.

Pero como I = dQ / dt con Q = 1 C yt = 1 segundo, la corriente es 1 amp.

1C de carga contiene aproximadamente 1.04 * Na * 10 ^ -5 número de electrones
Debido a estos muchos electrones que fluyen por segundo, la velocidad de la corriente es grande alrededor del 96-98% de la velocidad de la luz.

Answer 15

¡Hagamos un experimento mental!

Imagine un cable que tiene seiscientos mil kilómetros de largo. Conecte una bombilla en el medio de manera que cada extremo esté ahora exactamente a trescientos mil kilómetros de distancia de la bombilla. Ahora, conecta los dos extremos con una celda poderosa. ¿Qué piensas tú que sucederá? ¿Cuánto tiempo tardará en encenderse la bombilla después de conectar los extremos a la celda?

La bombilla no brillará instantáneamente, pero exactamente un segundo después de que se realice la conexión. Esto se debe a que el campo eléctrico viajará a lo largo del cable con la velocidad de la luz. Esa es la velocidad de un campo gravitacional o eléctrico.

A medida que enciende el circuito, el campo eléctrico viaja a lo largo del cable con la velocidad de la luz y donde sea que llegue, los electrones comienzan a desplazarse en la dirección opuesta a él, además del movimiento aleatorio que siempre hacen en un conductor.

Answer 16

Depende del cable. Un trozo muy grueso de cobre puede darle velocidades de hasta aproximadamente el 97% de c .

Los fabricantes de cable coaxial publicarán la velocidad, que tiende a ser del 60% al 80% de c . Depende un poco del grosor de los cables, pero quizás sorprendentemente, depende mucho del aislamiento utilizado, con poliuretano espumado que proporciona altas velocidades.

ETA: Por lo general, por supuesto, la luz tardará mucho más en brillar, ya que debe calentarse, si es incandescente, o comenzar, si es fluorescente, o rebotar algunos fotones, si es un LED.

Answer 17

La respuesta a la pregunta puede variar según lo que quieres decir exactamente

1. Hablando de la electricidad en su conjunto (que en realidad es más como una perturbación), viaja a aproximadamente el 90% al 99% de la velocidad de la luz en función del voltaje aplicado si el voltaje aplicado es muy alta, la velocidad sube a aproximadamente el 99%.
2. Ahora, hablando de la velocidad real de los electrones que se mueven en los cables, varía mucho desde unos pocos milímetros por segundo hasta un metro a altos voltajes, y así sigue aumentando.

Además, a medida que el voltaje aplicado aumenta, la velocidad de los electrones y la velocidad de los electrones tienden a ser la misma que la velocidad de la luz. Tal fenómeno se llama superconductividad.

Answer 18

La velocidad de transmisión de energía eléctrica a través de un conductor es típicamente alrededor de 0.5 – 0.8 veces la velocidad de la luz; El valor exacto depende de los detalles de la línea de transmisión. La velocidad de los electrones individuales es MUCHO más lenta, y ningún electrón dado se mueve más de unos pocos centímetros como máximo.

Answer 19

Mi profesor de física. describió los electrones moviéndose a través de un cable cuando los estudiantes universitarios regresan a casa después de una fiesta. Los electrones no se mueven en un camino muy directo. Ellos deambulan, y su deriva neta es bastante lenta. Sin embargo, como señaló Geoff, una señal eléctrica se propaga a [efectivamente] la velocidad de la luz.

Answer 20

Depende mucho del cable y de lo que esté alrededor del cable. Específicamente, la capacitancia, inductancia y resistencia del cable es crítica. Un cable pelado tendrá una velocidad diferente que un cable coaxial. Pero en términos generales, una corriente viajará a través de un cable en algún lugar entre el 10% y el 90% de la velocidad de la luz.
Esto es muy rápido, pero ciertamente no es instantáneo ni siquiera a la velocidad de la luz.
La corriente eléctrica es la velocidad real es 297841.8 km / s