El viaje del electrón

En cuestiones de ciencia e ingeniería algunos conceptos son dificiles de entender quizá porque no son tan obvios y algunos otros los tomamos como dogmas.
Uno de estas creencias es la que se refiere a la velocidad de los electrones en los conductores electricos. Muchos futuros ingeniero y quizá hasta ingenieros graduados creen que los electrones que dan origen a la corriente electrica se mueven a la velocidad de la luz.

Recuerdo que mi profesor de electricidad y magnetismo en alguna de sus clases mencionó que dicha cuestión se planteo como pregunta dentro de un exámen profesional para obtener el grado de ingeniero, y la pregunta no fue bien contestada.

Modelo atómico de Rutherford

Entonces los electrones a través de los conductores electricos ¿A que velocidad viajan?

Si esto fuese cierto la densidad de corriente en los conductores de cobre seria de:

4×10^12 [A/mm^2]

es decir que en área de milimetro cuadrado circularian cuatro billones de amperes, que por cierto es una cantidad demasiado grande de corriente.

Otro problema que se presentaría, sería el de la fuerza que se ejerce sobre las paredes del conductor. Supongamos el caso de que el conductor tuviese un doblez de 90º, la fuerza que se ejerceria en ese punto sería de:

7×10^9[N]

es decir el equivalente a setecientas mil toneladas, nuevamente una cantidad muy grande.

La fuerza centrifuga tambien se haría presente, debido a la forma geometrica que adquieren los cables, en el caso de las lineas de transmisión, conocida como catenaria.

Bien, como podemos ver la velocidad de los electrónes en un conductor, no es la velocidad de la luz. La velocidad en cuestión depende del número de portadores de carga disponibles y que para el caso del cobre es menor a 10 [A/mm^2]. Dicha densidad de corriente da una velocidad de los electrones a traves de un conductor de cobre de aproximadamente:

0.07 [cm/s]

Bastante lento ¿no?, claro hay que estar conscientes que esta es una velocidad aproximada, solo para darnos una idea. Ya que existen algunos otros factores a considerar, por ejemplo, si la señal es senoidal, la frecuencia a la que se trabaja entre otras cuestiones que corresponden a la Física.

Y a todo esto, ¿Cúal es la velocidad de la luz?

Comenten y enriquezcan dicho post.

    • Gonzalo
    • 15/03/12

    ¿Estos dos son estudiantes de ingeniería? Espero que no. El artículo está muy bueno. Las faltas de ortografía de los que comentan no.

  1. saben que iiO kierO saber k es el viaje de electrones i k Onda kOn tOda esa infOrmaciOn eee prO nOu nOu esa infOrmaciioO

    • jose luis
    • 31/03/11

    es muin bueno lo de encuanto a la fisicam me gusto muxo
    y chingue a su madre

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