Lento como uma tartaruga – Velocidade da eletricidade

Turtle inside the Light Bulb

Você pode se surpreender ao saber que os elétrons fluem - através de um fio de cobre - muito mais lento que uma tartaruga anda.

Cada fio que conduz um fluxo de elétrons, produzindo corrente elétrica utilizável, é composto por milhares de milhões de átomos. Para mover ao longo dela, os elétrons têm que percorrer estes átomos, aleatoriamente em ziguezague, resultando na taxa de fluxo líquido, chamada de “velocidade de deriva”, em uma determinada direção sendo bastante lento.

Como lento exatamente? Para calculá-lo, usamos esta fórmula: I = n*A*v*Q ou v = I/(n*A*Q)

I é a corrente, n é o número de elétrons por metro cúbico, A é a seção transversal do fio, Q é a carga de um elétrons e v é a velocidade de deriva dos elétrons.

Como o número de elétrons em um fio de cobre (n) é de 8,5 * 1,028 por m3, e a carga de um elétron (Q) é de 1,6 * 10-19C, se nós também soubermos a área transversal e a atual, podemos calcular a velocidade de deriva dos elétrons.

Por exemplo, suponha que você tenha uma corrente de 14 ampères e um fio de cobre com uma seção transversal de 3 * 10-6 m2. Conecte todos os números e você terá que os elétrons estão se movendo a uma velocidade de 3.4 * 10-4 m/s - ou cerca de um terço de um milímetro por segundo.

Para colocá-lo em valores que são mais fáceis de conceituar, isso funciona para cerca de 1,2 metros (4,1 pés) por hora - um ritmo muito mais lento do que a média de uma tartaruga, que pode cobrir cerca de 800 pés, no mesmo espaço de tempo.

Então, como é que algo que é essencialmente mais lento que uma tartaruga pode digamos  acender uma luz em uma sala instantaneamente?




Reação em cadeia:

Os átomos do fio são amontoados o que faz o processo lento, pois deixa os elétrons meio presos um no outro. Quando o interruptor é ligado, graças a diferença de potencial elétrico criada pelo gerador, uma força é criada para mover os elétrons, um empurrando seu vizinho, que empurra seu vizinho por todo caminho do fio.

Então, enquanto nenhuma força de impulsão for acionada para fazer os elétron passarem pelo fio não haveria luz, ou seja um gerador precisa estar sempre ligado - como você deve ter pensado –. Não é diferente de quando você liga a sua torneira e instantaneamente sai água, mesmo a fonte estando muitas milhas de distância.

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