Why the Lamp Lights at Once
Cierra el interruptor y entran en juego dos velocidades completamente distintas. El campo eléctrico recorre el circuito a una velocidad próxima a la de la luz y tiene la lámpara encendida en unos nanosegundos, mientras que los electrones apenas se arrastran. Nada tuvo que viajar desde la pila hasta la lámpara: los electrones ya estaban allí.
Cómo usar esta simulación
- Pulsa Close the switch y observa el frente de campo recorrer el circuito
- Sigue a un electrón marcado dentro del filamento y comprueba que arranca con los demás
- Compara el tiempo que tarda el campo con la distancia que ha recorrido cualquier electrón
- Abre y cierra de nuevo el circuito para repetir las dos escalas de tiempo
Qué observar
- La lámpara está encendida mucho antes de que ningún electrón de la pila se haya acercado a ella
- Los electrones de todo el circuito empiezan a arrastrarse prácticamente en el mismo instante
- El frente de campo cruza el circuito en nanosegundos; el arrastre es una fracción de milímetro por segundo
- Ya había electrones libres dentro del filamento esperando a ser empujados
- La pila suministra energía y un campo, no los electrones concretos que producen la luz
La física detrás
Cerrar el interruptor establece un campo eléctrico a lo largo de todo el conductor, y ese campo se propaga a una velocidad cercana a c. En un circuito de aproximadamente un metro de perímetro el campo queda establecido en unos pocos nanosegundos, y todos los electrones del circuito —incluidos los que ya estaban dentro del filamento— empiezan a arrastrarse prácticamente en el mismo instante. Esos electrones se mueven con una velocidad de arrastre del orden de 10⁻⁴ m/s y tardarían horas en recorrer la distancia desde la pila. La lámpara se enciende por la llegada del campo, no por el viaje de ningún electrón.