¿Cuánto tiempo tardan los electrones en "decidir" cómo atravesar un circuito?

Muchas otras personas han preguntado cómo decide un electrón qué camino tomar, pero nadie ha preguntado cuánto tardan. ¿Existe una ecuación para su tiempo de "incertidumbre"? ¿Deciden instantáneamente (es decir, algo que ver con la mecánica cuántica)?

Relacionado: physics.stackexchange.com/q/17741/2451 y enlaces allí.

Respuestas (2)

Supongo que la respuesta que estás buscando es que el campo eléctrico se propaga a la velocidad de la luz .

Agregue repentinamente una fuente de voltaje a un circuito completo y el campo eléctrico se propagará a la velocidad de la luz. C . Dependiendo de qué tan lejos esté un electrón específico en el circuito, este electrón pronto sentirá este campo eléctrico e inmediatamente reaccionará a él.

Luego dice (en un comentario a otra respuesta) que el circuito aparentemente "sabe" cuáles son los potenciales y las corrientes en puntos específicos. Bueno, ¿el agua en un arroyo " sabe " que la velocidad es mayor en un punto angosto aguas abajo o que la presión es mayor en la profundidad del arroyo? Que el agua deba "saber" algo no es realmente un pensamiento significativo. Lo mismo ocurre con el flujo de carga (corriente) en un circuito.

Debido a las interacciones que ocurren de un electrón a otro, entre electrones y núcleos atómicos, ya través de la fuerza de los campos eléctricos, los electrones reaccionan individualmente bajo sus condiciones locales. Podrían ir a la deriva más rápido en cables estrechos, al igual que el agua se acelera en las partes estrechas de la corriente, debido a un empuje río arriba por las muchas partículas que quieren pasar.


Eche un vistazo a los condensadores y cómo funcionan para almacenar carga en sus placas. Estos son ejemplos de componentes que reaccionan durante un intervalo de tiempo mucho más largo que otras partes del circuito, como componentes y cables, simplemente porque tienen una capacidad real para almacenar carga y lleva tiempo "llenarlos".

Los electrones no "deciden" qué camino tomar en ningún sentido preciso y significativo (no toman ningún camino en particular a menos que se produzca una interacción que fije su posición en cada paso del camino), por lo tanto, no hay un lapso de tiempo en el que ese se toma la decisión.

Bueno, en un instante la electricidad de alguna manera 'decide' que debe aplicar 4 voltios a lo largo de esta sección del circuito, 9 voltios aquí, 3 amperios aquí y 6 amperios allá. Tiene que tomar algún tiempo para averiguarlo. Quiero decir, la electricidad no puede simplemente SABER que habrá cierta resistencia.
@HyperLuminal: el comportamiento de las cargas y los campos electromagnéticos se rige (clásicamente) por las ecuaciones de Maxwell, cuyas soluciones se propagan a la velocidad de la luz. Pero no hay "decisión" o "conocimiento" involucrados, la antropomorfización es completamente superflua.