Resposta curta: alguns livros didáticos estão infectados com um equívoco, a idéia de que os elétrons sempre orbitam os átomos de metal individuais. Não. Eles também dizem que os elétrons só pulam entre os átomos quando uma tensão é aplicada ao longo dos fios. Errado.
Nos metais, os elétrons externos de cada átomo de metal deixaram seu átomo original. Isso acontece quando o metal é formado pela primeira vez. Se os elétrons continuassem grudando em cada átomo, o metal seria um isolador e, com baixos valores de corrente, os ohms não seriam constantes. Na realidade, os elétrons externos ou da "banda de condução" estão orbitando entre todos os átomos de metal, o tempo todo. Um fio de metal se assemelha a uma espécie de "plasma solidificado". Metais são estranhos.
Os físicos chamam a população de elétrons móveis do metal pelo nome "mar de elétrons" ou "oceano de carga". Na química, isso é chamado de "ligação metálica".
Do ponto de vista não quântico, podemos ver objetos de metal como recipientes cheios de "fluido elétrico", ao estilo de Ben Franklin! Os elétrons do metal estão tremendo em alta velocidade, vagando por toda parte, como as moléculas de gás dentro de uma mangueira. Mas esse movimento de elétrons é em direções aleatórias. É um depósito de energia térmica, mas não tem direção única, portanto não é "vento"; corrente não elétrica. Para cada elétron indo para um lado, há outro voltando para trás.
Portanto, uma corrente elétrica CC real em um metal é um desvio médio lento dessa nuvem de elétrons. Elétrons individuais não se movem lentamente, é claro. Em vez disso, eles vagam quase à velocidade da luz o tempo todo. Porém, durante uma corrente contínua, seu caminho de deslocamento médio possui uma pequena deriva contínua sobreposta. A atmosfera da Terra faz o mesmo: cada molécula está se movendo quase à velocidade do som, mesmo em condições mortas; sem vento. Consideramos a peregrinação como "térmica", como Movimento Browniano. Mesmo com elétrons individuais em um metal.
Uma animação correta de átomos / elétrons de metais representaria os elétrons pulando nas duas direções para obter corrente zero. Ou mostre-os balançando para frente e para trás através de vários átomos, com movimento aleatório durante zero amperes. (Ou mostre a parte interna do fio parecendo 'neve na televisão', como um ruído branco tremeluzente.) Então, durante uma corrente DC, todo o padrão de elétrons deslizará lentamente como uma unidade. Quanto mais altos os amperes, mais rápido o fluxo. O "ruído branco líquido" se move lentamente, como a água em um cano, mas as partículas individuais nunca permanecem paradas.
Observe que esta imagem NÃO SE APLICA A TODOS OS CONDUTORES . Aplica-se apenas a metais sólidos (a forma mais comum de condutor usada em engenharia elétrica), mas não a água salgada, ácidos, correntes terrestres, tecidos / nervos humanos, metais líquidos, metais em movimento, plasma, faíscas etc. A eletricidade não é ' t elétrons, é por isso que engenheiros e cientistas usam a "corrente convencional" que se aplica a todos os tipos de condutores. O fluxo de elétrons dentro dos metais é um caso especial de correntes elétricas em geral.
PS
Observe que os elétrons não são invisíveis! (Na verdade, os elétrons são sobre as únicas coisas que são visíveis.) Assim, sempre que olhamos para um fio desencapado, estamos vendo seu elétron-mar. Os elétrons móveis são refletores extremos das ondas EM. A aparência "metálica" de uma superfície metálica é nossa visão dos elétrons livres. Então, os elétrons são como um fluido prateado. Durante correntes elétricas em um metal, é o material prateado que flui ao longo. Mas não há sujeira ou bolhas nesse fluxo, portanto, embora possamos ver o "fluido", não podemos ver seu movimento. (Heh, mesmo que pudéssemos ver algo se movendo, o desvio de carga seria muito lento para perceber; como o ponteiro dos minutos em um relógio!)
