電気って、電線の中をどのくらいのスピードで移動するのですか？

あまり良くわからないのですが

真空中の光速度は約30万km/sだそうです。

でも、光の電子の速度も秒速約３０万ｋｍかというと、そうではなくて、電子の流れは、凄く遅くて秒速１ｍｍ以下だそうです。
もっと速くするには電圧をかけて加速させるのだそうです。


でも、きっと、空気抵抗があるので、地上での光の速さは、ashir_gikenさん の計算が正解だとおもいます。

ただ、電線から電気を使うと時には、電圧がかかるので、光速度は約30万km/sだということだと思います。

良くわからなくてすみません。


nur_wer_die_sehnsuchtさんの回答に出てくる。

「レールガン」というものが実際にあるのしりませんでした。

アニメの中のお話だと思っていました。

とある科学の超電磁砲ＯＰ

http://www.youtube.com/watch?v=S4qAqs7bX9U

レールガン作って撃ってみた
http://www.youtube.com/watch?v=Rkyvi1uESGQ

レールガンのストラップ作ってみた

http://www.youtube.com/watch?v=gE1jn8ApSAg


電源も携行可能な腕部装着型レールガン作ってみた

http://www.youtube.com/watch?v=Ab1qDnWog-8



ウッキより

レールガンの原理的な基本構造は、2本のレールと電源からなる。これに伝導体製の弾丸を挟み込んで直流の電力を入力し、還流させて電気回路を形成する。この場合、弾体には電流が流れる必要性から砲身であるレール電極に物理的に接触している必要があるが、電流さえ流れれば伝導体はプラズマでも構わない。なお、プラズマが弾体を押すためには、流体としての性質を持つプラズマが弾体を追い越さないための密封性を必要とし、このため弾体の通り道を残してレール間の隙間を塞いである（砲身として筒状をしている）が、このレールの隙間を塞いだ構造物は非伝導体（絶縁体）である。

電気は、スピードというより流れる量が重要です。
単位の「A」(アンペア)は電気の流れる量です。
電流をたくさん流す必要があるところは、必然的に電線が太くなります。

ちなみに、電流「A」に電圧「V」を掛けたものが電力「W」で、電気器具の性能(出力)を表すことができます。

電流の流れる速度は光速です。ただし真空中より遅くなります。真空中の光速をc、媒体の誘電率をε、透磁率をμとすると媒体中の光速c'は
c' = c/√(εμ)
です。検索したら銅中の光速は真空中の66%位とありました。それが正しいとすると
c' = 2 * 10^8 m/s = 秒速20万キロメートル
となります。

電子の進む速さはナメクジよりも遅いです。

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この問題は誤解され易いのでもう少し詳しく説明します。

電流の速さはその物質の中での光の速さと同じです。電流を運ぶのは動ける電荷です。金属の場合は電子の移動です。とすると電子は光の速さで動かないのかという疑問が生じるかもしれません。

ここに長さが20万kmの銅製の導線があったとします。銅の中の光速は秒速20万kmですから一秒後には導線の端から端まで電流が到達します。この時に何が起こっているか。直流を考えます。負極の近くの電子はクーロン力で遠ざかる方向へ動きます。その動きに倣って他の電子も同様に動きます。その力が次々と伝えられます。最初の電子がほんのちょっと動く間に先端の電子も動き始めます。

よくある説明がところてんです。ところてんの各部分は少ししか動きません。その動きが次々に伝えられます。ところてんの手元の部分を切り取って先端にくっ付けたと考えても結果は同じです。それが電流の動く速さです。ところてんの各点が電子です。

電子の動きは遅いけれど電流の流れる速さは速い。ところてんのように電子の集団が動いているからです。電子を動かす力が伝わる速さがその媒質の中の光の速さです。これが電子の動きは遅いのに電流の流れる速さが速い理由です。

電荷の移動の速さはそれを動かそうとする電場の強さに依存します。電場というのは沢山の粒子から受けるクーロン力を簡潔に記述するためのものです。あの電子からこの電子からあの正孔からとクーロン力の寄与を計算するのは大変です。そこで導入されたのが場の概念です。ある電荷が空間のある点に存在した時どのようなクーロン力を受けるか。どのようなとは力の向きと大きさでベクトル量です。それを三次元の空間に書き込んだのが電場というベクトル場です。電場の強い所はクーロン力が強い。荷電粒子を動かそうとする力も強い。だからそれだけ速く動くことになります。その比例係数を易動度と言います。ナメクジより遅いと曖昧に書いたのは局所的な電場の強さ、それは印加される電圧に依存しますが、それで速さが変わるためです。

物質の中で光速が遅くなるのはなぜか。物質と言っても真空中に原子核と電子が分布しているだけで大部分は真空のままです。だからその真空の部分を進む光の速さは真空中と同じです。違いはところどころに、実際物質の中はスカスカです、原子核と電子があるだけです。その電子と光は相互作用をします。あちこち寄り道をするようなものです。道のりの割に時間がかかります。その速さを物質の中の光速とします。

運動会の行進で、先生が「ぜんたーい 進め！」という命令は音速で伝わりますが、実際に生徒が行進する速さは音速よりもはるかにゆっくりです。

実は、電流の場合も似たような状況で、電子に対して「進め！」という命令は光速度（秒速30万km)で伝わるのですが、電子の移動速度は秒速数mm程度です。

1秒間に30万km 進みます。