คำตอบสั้น ๆ : ตำราบางเล่มติดอยู่กับความเข้าใจผิดความคิดที่ว่าอิเล็กตรอนโคจรรอบอะตอมโลหะแต่ละชนิด Nope พวกเขาจะบอกคุณด้วยว่าอิเล็กตรอนจะกระโดดระหว่างอะตอมเมื่อแรงดันถูกนำไปใช้กับสายไฟ ไม่ถูกต้อง.
ในโลหะอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอมโลหะแต่ละอะตอมได้ทิ้งอะตอมดั้งเดิมไว้ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อโลหะก่อตัวขึ้นเป็นครั้งแรก หากอิเล็กตรอนยังคงเกาะอยู่กับแต่ละอะตอมโลหะก็จะเป็นฉนวนและที่ค่าต่ำของกระแสไฟฟ้าโอห์มจะไม่คงที่ ในความเป็นจริงอิเล็กตรอนวงนอกหรือ "วงการนำไฟฟ้า" กำลังโคจรรอบ ๆ อะตอมโลหะทั้งหมดตลอดเวลา ลวดโลหะมีลักษณะคล้ายกับ "พลาสม่าแข็งตัว" โลหะแปลก ๆ
นักฟิสิกส์เรียกว่าประชากรอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ของโลหะโดยใช้ชื่อว่า "ทะเลอิเล็กตรอน" หรือ "มหาสมุทรแห่งประจุ" ในวิชาเคมีเรียกว่า "พันธะโลหะ"
จากมุมมองที่ไม่ใช่ควอนตัมเราสามารถมองวัตถุโลหะเหมือนภาชนะที่บรรจุด้วย "ของเหลวไฟฟ้า" สไตล์เบนแฟรงคลิน! อิเล็กตรอนของโลหะกระวนกระวายใจด้วยความเร็วสูงพเนจรไปรอบ ๆ เหมือนกับโมเลกุลของก๊าซภายในท่อ แต่การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนี้เป็นไปในทิศทางสุ่ม มันเป็นคลังเก็บพลังงานความร้อน แต่ไม่มีทิศทางเดียวดังนั้นจึงไม่ใช่ "ลม" ไม่ใช่กระแสไฟฟ้า สำหรับอิเล็กตรอนทุกตัวไปทางเดียว
ดังนั้นกระแสไฟฟ้ากระแสตรงที่เกิดขึ้นจริงในโลหะเป็นดริฟท์เฉลี่ยช้าของเมฆอิเล็กตรอนนี้ แน่นอนว่าอิเล็กตรอนแต่ละตัวจะไม่เคลื่อนที่ช้า แทนที่จะเดินไปรอบ ๆ ด้วยความเร็วแสงเกือบตลอดเวลา แต่ในระหว่างกระแส DC เส้นทางการเดินเฉลี่ยของพวกมันจะมีแรงดันลอย DC เล็ก ๆ ทับ ชั้นบรรยากาศของโลกทำแบบเดียวกัน: โมเลกุลแต่ละโมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบถึงแม้จะอยู่ในสภาพที่ตายแล้วก็ตาม ไม่มีลม เราถือว่าการเคลื่อนที่เป็น "ความร้อน" ในฐานะบราวเนียนโมชั่น เช่นเดียวกับอิเล็กตรอนแต่ละตัวในโลหะ
ภาพเคลื่อนไหวที่ถูกต้องของอะตอม / อิเล็กตรอนของโลหะจะแสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนกระโดดในทั้งสองทิศทางเพื่อให้เป็นศูนย์ในปัจจุบัน หรือแสดงให้พวกเขากระดิกไปมาในหลาย ๆ อะตอมโดยมีการเคลื่อนที่แบบสุ่มระหว่างศูนย์แอมป์ (หรือแสดงด้านในของลวดให้ดูเหมือน 'โทรทัศน์หิมะ' เช่นเสียงกระพริบสีขาว) จากนั้นในระหว่างกระแส DC รูปแบบของอิเล็กตรอนทั้งหมดจะค่อยๆเลื่อนไปตามหน่วย ยิ่งจำนวนแอมแปร์สูงเท่าไรการไหลก็จะเร็วขึ้นเท่านั้น "เสียงสีขาวเหลว" เคลื่อนที่ช้าเช่นน้ำในท่อ แต่อนุภาคแต่ละตัวไม่เคยหยุดนิ่ง
โปรดทราบว่าภาพนี้ ใช้ไม่ได้กับทุกตัวนำ ใช้ได้กับโลหะแข็ง (ตัวนำที่ใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า) แต่ไม่รวมถึงน้ำเกลือกรดกระแสพื้นดินเนื้อเยื่อ / เส้นประสาทของมนุษย์โลหะเหลวโลหะที่เคลื่อนไหวโลหะพลาสม่าประกายไฟและอื่น ๆ การไฟฟ้าไม่ได้เกิดขึ้น นั่นคือสาเหตุที่วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ใช้ "กระแสธรรมดา" ซึ่งใช้กับตัวนำทุกประเภท อิเล็กตรอนไหลภายในโลหะเป็นกรณีพิเศษของกระแสไฟฟ้าโดยทั่วไป
ปล.
ทราบว่าอิเล็คตรอนไม่สามารถมองไม่เห็น! (ในความเป็นจริงเกี่ยวกับอิเล็กตรอนเป็นสิ่งเดียวที่เป็นที่มองเห็น.) ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่เรามองไปที่ลวดเปลือยที่เราเห็นอิเล็กตรอนทะเล อิเล็กตรอนแบบเคลื่อนที่เป็นตัวสะท้อนแสงของคลื่น EM ลักษณะที่เป็น "โลหะ" ของพื้นผิวโลหะคือมุมมองของเราต่ออิเล็กตรอนอิสระ อิเล็กตรอนก็เหมือนของเหลวสีเงิน ในช่วงกระแสไฟฟ้าในโลหะมันเป็นสีเงินที่ไหลไปตาม แต่ไม่มีสิ่งสกปรกหรือฟองในการไหลนี้ดังนั้นแม้ว่าเราจะเห็น "ของเหลว" เราไม่สามารถเห็นการเคลื่อนไหวของมัน (เฮ้แม้ว่าเราจะเห็นสิ่งที่เคลื่อนไหวค่าใช้จ่ายลอยจะช้าเกินไปที่จะสังเกตเห็นเช่นเข็มนาทีในนาฬิกา!)
