По расчётам, в цифрах то всё красиво и понятно, но физический смысл не ясен... имхо это всё равно что представить шоссе с кучей грузовичков(электронов), перевозящих груз(заряд), получается что грузовичок движется со скоростью улитки, но груз перемещается моментально. Если только представить, что электроны не должны перемещаться, а служат эдакими проводниками заряда и он как бы перетекает с одного электрона на другой, в этом случае движение электронов и "не требуется" и получается что движутся не электроны а их заряд... такой вариант как-то могу представить, но корректен ли он... чет я ваще...

рассматривай как длинную очередь - каждый сделал шажок, а результат - перемещение человека (суммарное) моментально на всю длинну очереди

Слишком глубоко копаете. Электрический ток надо понимать как некое абстрактное явление, связанное с переносом заряда, падением напряжения и нагревом проводника. Ни больше, ни меньше. Все эти аналогии с водопроводом и грузовиками, если их воспринимать близко к сердцу, будут лишь отвлекать вас от сути. Классическая теория с электронами-шариками, которые хаотически двигаются в кристаллической решётке из шариков-атомов, тоже всего лишь упрощённая до нельзя модель, не имеющая в реальности ничего общего с тем, что происходит на самом деле. За то эта модель количественно (но не очень точно) объясняет наличие сопротивления и эффект Джоуля-Ленца, в отличие от водопровода. Если вы хотите понять что там в металле происходит при прохождении тока на самом деле, то вам надо учить матан, потом квантовую механику, потом теорию твёрдого тела. Загуглите, например, что такое зонная структура.

И да, скорость распространения фронта волны, фазовая скорость волны и скорость движения частиц волны (применительно к воде, воздуху и всему прочему осязаемому, где есть волны) — это, как говорят в Одессе, три большие разницы. И потом, нет такого понятия как скорость тока. Есть сила тока.

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Движутся электроны, конечно, но авторы учебников, видимо, сами плохо себе представляют физику электрического тока.
Электроны не "продираются" сквозь кристаллические решётки, а переходят с внешних уровней одних атомов на внешние уровни других, расположенных рядом, т.е. перемещение происходит "шажками". Электрон с внешней орбиты атома переходит под действием поля, валентность понижается и он становится положительным по отношению к соседнему атому и перетягивает с его внешней орбиты один из электронов. Явление это массовое и очень быстрое.

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества.

Подробнее>>

Не вводите народ в заблуждение. Нет никаких "шажков". Электроны проводимости представляют собой электронный газ. Это не просто газ из электронов, а особое квантово-механическое явление со своими характеристиками, в котором все электроны друг с другом взаимодействуют (запрет Паули тут играет одну из ключевых ролей). Поэтому электроны проводимости не принадлежат какому-то одному атому, а сразу всему кристаллу металла.

Если уж хотите объяснять электрический ток на пальцах, то пользуйтесь классической шариковой моделью. Она хоть и обманывает "зрителей", но по доброму.

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

шажками тоже бывает, но это в полупроводниках.
а почему бы электроны металла не рассматривать как газ? потенциал—>давление, емкость—>объём, заряд—>количество молекул газа, ток—>скорость движения, и даже волны в газе распространяются (только скорость другая).

Когда к тебе приходит пяти-семиклассник и просит объяснить, то после того, когда его пошлёшь может надолго или навсегда отвратить его заниматься электроникой. Поэтому приходится искать подходящие аналогии.

Анекдот МЭИ. Профессор. Ну ладно , молодой человек, хоть что такое электрический ток знаете?
Честное слово профессор, знал, только от волнения забыл!!!
Профессор. Зря батенька, вспоминайте, Нобелевскую премию можете получить.

Спойлер

[/uquote]Не вводите народ в заблуждение. Нет никаких "шажков". Электроны проводимости представляют собой электронный газ. (запрет Паули тут играет одну из ключевых ролей). Поэтому электроны проводимости не принадлежат какому-то одному атому, а сразу всему кристаллу металла.[/uquote]

С такими понятиями Вы действительно скоро до Нобелевской премии доберётесь...
А позвольте спросить, где эти самые электроны проводимости (электронный газ) находятся, уж не заполняют ли они пустоты между кристаллическими решётками? И что происходит с ними при появлении силовых линий?
И ещё. Одно из фундаментальных положений квантовой механики называется Принцип Паули (иначе - Правило запрета). Паули же никому ничего не запрещал...

Чем отличаются металлы? Тем, что на внешним уровне у них по одному-два, ну три электрона, которые еле держатся на своих местах, даже и вовсе мигрируют между атомами. Это - так называемые свободные электроны. При появлении электрического поля начинают смещаться в соответствии с ним. А есть полупроводники с дырочной проводимостью - вот там электроны перемещаются действительно между атомами. Разве не так?

Атомы везде одинаковы, независимо от того, металл это или дерево. Электроны летают вокруг ядра с огромной скоростью, образуя облако и даже те, что находятся на дальних орбитах, привязаны к своему ядру однозначно. Орбиты соседних атомов пересекаются, поэтому, когда появляется вектор напряжённости (силовая линия поля) электрон с внешней орбиты одного из атомов увлекается полем, но его место тут же занимает "лишний" электрон соседнего атома и так - по всему сечению проводника к которому приложено напряжение. Это как раз то, что Вы назвали "перемещением электронов между атомами". Только не между атомами, а с орбиты одного на орбиту другого атома. А если "на пальцах", то между атомами.

Почему-то существует, и очень распространено мнение, что часть электронов в металлах находятся не на орбитах зоны проводимости, а просто так.

в квантовой физике квантуется всё (если пока не квантуется - значит когда нибудь будет ) и уэлекронов есть возможные положения, просто у проводников они более удачно расположены для проводимости чем у диэлектриков.

Всем интересующимся советую прочитать первую главу "Полупроводники" из книги И.П. Степаненко "Основы теории транзисторов и транзисторных схем". Там про проводимость в твердом теле рассказано очень доходчиво, даже если просто читать текст. Книга есть в Сундуке.

Хочу подытожить перед закрытием вопроса. Если в атоме электронов столько же, сколько и протонов, то он нейтрален. Если электронов больше, чем протонов, то атом становится отрицательным. Если меньше, чем протонов - положительным.
Электроны, которые находятся далеко от ядра, испытывают слабое притяжение и, попадая в сферу притяжения соседнего атома, у которого не хватает электронов, покидают свой атом чтобы уравновесить соседний. Электроны перемещаются от атомов, где их избыток (отрицательные атомы), к атомам, где их не хватает (положительные атомы).
И если на одном конце провода сосредоточить отрицательно заряженные атомы( избыток электронов), а на другом - положительно заряженные атомы (недостаток электронов), то электроны начнут перемещаться от одного атома к другому ЧЕРЕЗ ВСЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ АТОМЫ до момента установления равновесия.
Если же неравновесное состояние поддерживать, то электроны будут перемещаться пока оно существует, т.е. в проводнике будет течь электрический ток. Неравновесное состояние обеспечивает блок питания.
Всё, тема закрыта!

"...Уважаемый редактор!
Может, лучше - ПРО РЕАКТОР?,
Про любимый лунный трактор...
Ведь нельзя "ШЕСТЬ ЛЕТ ПОДРЯД"..."
https://www.youtube.com/watch?v=-KtBX6-67dw
http://kacmanat.ru/vsv/vvtxt/v3.htm

ЗЫ: Ответ на вопрос из названия данной темы проще понимается не в техническом, а в историческом контексте. С испокон веков ток, пардон, тёк сугубо логически - от плюса к минусу: плюс отдаёт, минус забирает. В начале 20-го века (1911г. - А.Ф.Иоффе; 1912г.-Р.Милликен) оказалось, что заряд электрона имеет знак минус - отрицателен. Также (рано или поздно) выяснилось, что электрический ток обуславливается не только электронами, а ионами, дырками(...), т.е. не обязательно отрицательными микрочастицами. Дабы не ломать устоявшуюся модель (и голову), было решено "оставить всё как есть". Тем более общей то модели понимания (для всех частиц), получается, быть не может.

То есть множество замечательных наглядных физических эспериментов, доступных для домашнего исполнения, которые вырабатывают у детей интуитивное понимание того, что такое заряд и что электрических — это перемещение заряда. Очень рекомендую, для взрослых веселье тоже гарантировано.

А моя поизиция остаётся прежней: для создания устройств своими руками кванты и матан не нужны. Для большинства ходовых расчётов хватит поверхностных знаний школьного курса. Если же человек хочет копнуть по-глубже, то тут другого пути уже нет. Просто не надо никого вводить в заблуждение по этому поводу.

Отличная книга. Сильно упрощено, но для начинающего в самый раз. И ключевые понятия все на месте. Всем желающим "копнуть" рекомендую причаститься, а то и выучить наизусть.