电流的传输速度真是光速吗？你错了

电流的速度不是光速。

下面我们来说说为什么。

通常对电流的定义：电流通常是指在电场或电势的作用下，电子或其它电荷载体通过导体的有规则定向运动。

电子漂移速度极低。

我们通常在按下开关的瞬间就可以看到电灯被点亮，哪怕这个开关设在很远的地方。于是我们觉得电流的速度很快，它等于光速。

实际上，点亮电灯的是电场或电磁波，真正电荷在电场作用下的移动速度很低。甚至可以说，当你按下开关后，开关里的电子基本不会离开开关。

是不是大吃一惊？这怎么可能？！

我们不妨来计算一下。

通常以下面的公式来计算恒定横截面积材料中电荷载体漂移速度：

其中u是电子的漂移速度，j是流过该材料的电流密度，n是电荷载体数密度，q是电荷载体上的电荷。

假设我们在一根直径为2毫米的铜导线上接通1安培的电流。

这根导线的横截面积为（设为A）：

一个电子所携带的电荷为（设为q）：

已知铜的密度为8.94克/立方厘米，原子量为63.546克/摩尔，因此每立方米有1406850.5摩尔。

按照阿伏加德罗常数，在1 摩尔的任何元素中存在6.02 × 10^23个原子，因此在1立方米的铜中，约有8.5 × 10^28个原子：

又因为每个铜原子只有一个自由电子，所以n等于每立方米8.5 × 10^28个自由电子。

由此我们可以计算出电路中电荷载体的漂移速度：

因此，在一根直径2毫米的铜导线上接通1安培的电流，电子会以23μm/ s的速率流动，也就是一小时移动几个毫米的距离；如果这是60Hz的交流电，那么在半个周期内电子漂移小于0.2μm，这意味着流过开关中接触点的电子实际上永远不会离开开关，它基本上就在几微米的距离内来回晃荡。

通常说的电流速度指的是电磁波能量穿过导体的速度。

理想状态下，电磁波的速度等于光速，而在电介质中电磁波的计算公式是这样的：

v指的是电磁波速度；c为光速；Er为材料的相对介电常数，在理想的导体中Er=1；μr指材料的相对磁导率，同样在理想的电介质中 μr= 1。

由此可见，当导电材料非常理想化、无电阻的情况下，v=c，也就是说导线中的电磁波能量将以光速传导。

但事实上我们周围所有的导电材料都存在电阻，即便是最新研发出来的超导体，它的电阻也只是接近于0而不能达到0，所以电磁波能量在电线中的传输速度也只能是接近光速而不能达到光速。

影响电磁波能量在导线中传输速度的因素有很多，其中最主要的是导线的电阻和导线的形状。

如果使用金、银等电的良导体来传输电力，我们就可以得到更快的传输速率，而电路的阻抗越大，电磁波能量的传输速率就越低；

同样的，科学家们发现，不同的电缆类型也是重要的速度因子。如果用梯形开放线来传输电磁波能量，我们可以得到95-99%的传输速率；

（业余电台自制的梯形开放线和天线）

而使用同轴电缆我们可以得到82-93%的传输速率；

（同轴电缆因为有电磁屏蔽层，可以提高信号传输速度）

使用双屏蔽双绞线绞合电路，电磁波能量的传输速率则下降到66%。

总结：

电流的传输速度通常不是指电路中自由电子的漂移速度，而是指电路中电磁波能量的传输速度；

在理想状态下，电磁波能量可以达到光速传输，但实际情况下它最高只能达到光速的99%，这与传输介质以及导线的形状有关。