¿Un electrón realmente recorre miles de millas cuando uso un servidor en otro país?

Cuando metes un electrón en un extremo de un cable, todos se empujan un poco y otro sale por el otro.

En un conductor (por ejemplo, cualquier metal) hay una cierta fracción de los electrones que no están enlazados a ningún núcleo en particular y estos vagan libremente por todo el conductor todo el tiempo, incluso cuando no se aplica voltaje externo. La aplicación de un voltaje simplemente causa una "deriva" neta de este mar de electrones en la dirección del campo eléctrico. La velocidad de esta deriva es más lenta que la velocidad que propaga el campo eléctrico (que es básicamente la velocidad de la luz).

La respuesta a si un electrón en particular puede llegar de un extremo al otro del cable depende de la longitud del cable y de la frecuencia de señalización. La velocidad de deriva dividida por la frecuencia de señalización le daría la distancia promedio que un electrón podría recorrer en un ciclo. (Dudo en llamar a esto "longitud de onda", pero es el mismo concepto.) Si el cable es más corto que la mitad de esta distancia, algunos electrones están haciendo todo el viaje.

La frecuencia de señalización es importante, porque en el ejemplo que da, tanto USB como Ethernet usan señales de CA a frecuencias bastante altas. Los electrones realmente no se mueven muy lejos en absoluto.

Y para abordar su otro punto, sobre los electrones de la entrada de un módulo que aparecen en su salida, no, esto rara vez es cierto. Los condensadores, transformadores, tubos, FET y la mayoría de las configuraciones de circuitos de transistores bipolares lo impiden. Hay muchos lugares en su viaje transatlántico donde el flujo directo de electrones se bloquea deliberadamente, por lo que no, "sus" electrones definitivamente no lo hacen a través del Atlántico.

La señal es el movimiento de carga, que ocurre mucho más rápido que el movimiento de los electrones.

Los dos se comparan en Wikipedia: enlace Del artículo de Wikipedia:

  

Cuando se aplica un voltaje de CC, los electrones aumentarán de velocidad.   Proporcional a la fuerza del campo eléctrico. Estas velocidades son   En el orden de milímetros por hora. Los voltajes CA no causan red   movimiento; Los electrones oscilan de un lado a otro en respuesta a la   campo eléctrico alterno.

Las señales utilizadas para la comunicación son AC.

Por analogía, considera el juguete de escritorio de la "cuna de Newton":

La señal se mueve a través de las bolas más rápido que la bola misma.

Es necesario separar el concepto de voltaje de la corriente.

El ejemplo canónico es una manguera conectada a un grifo. Para simplificar, suponga que la manguera ya está llena de agua, pero que la llave está cerrada y que la manguera no tiene fugas (es decir, está orientada hacia el cielo).

Ahora suponga que apenas abre el grifo. Una molécula de agua determinada (que representa un electrón para la analogía) tardará bastante tiempo en propagarse desde el grifo hasta el final de la manguera. Esto es como "actual".

Sin embargo, las moléculas de agua en el extremo de la manguera comenzarán casi inmediatamente a caer fuera de la manguera. Es importante destacar que estas moléculas de agua no son las que provienen del grifo, que aún se encuentran en el otro extremo de la manguera. Se podría decir que una "fuerza aqua-motive" del grifo está empujando el agua hacia el final de la manguera. Esta fuerza viaja mucho más rápido que una molécula de agua dada. Esto es como "voltaje" (o "fuerza electro-motriz")

Para recapitular: la corriente representa "algunas cosas" discretas que se mueven más allá de algún punto, y el voltaje representa la fuerza que está empujando esas cosas. Se mueven a velocidades muy diferentes; Creo que mientras el voltaje se propaga a través del cobre a aproximadamente 2e8 metros por segundo (aproximadamente para la permitividad), los electrones reales se mueven a un metro glacial por hora (y eso suponiendo que DC, AC se moverá aún más lentamente como los electrones "chapotean" de ida y vuelta)

¿Por qué es esto? Bueno, en un vacío (o un superconductor) los electrones volarían a aproximadamente la misma velocidad que el voltaje se propaga. Pero en los conductores del mundo real, los electrones chocan contra otros electrones, en un núcleo, se excitan con la energía térmica, etc. Así que realmente terminan rebotando a altas velocidades, individualmente, pero colectivamente todos se mueven lentamente en una dirección .

El voltaje nunca tiene este problema, es solo un campo eléctrico. Es por eso que utilizamos voltaje y no corriente para la señalización. La señal de todo el Atlántico (ignorando la fibra óptica) no es transportada por electrones individuales, sino que se percibe como la fuerza que empuja esos electrones. Es por eso que la electrónica es el arte de dirigir el voltaje, no la corriente. El cable nunca está "vacío", siempre está lleno de electrones; la pregunta es si hay una fuerza aplicada o no.

Definitivamente no; Pasaste por alto algo enorme :

Es poco común que su señal viaje solo por cable.

Hay muchas formas en que las señales viajan:

• Inalámbrico (en su mayoría satelital): muy costoso para cables a miles de millas bajo los océanos
• Fibra óptica: cuando se recorre largas distancias y la velocidad es importante con mucho dinero, se usa a menudo, especialmente debajo del océano. Si tiene dinero para desplegar el cable en el agua, una pequeña actualización no va a doler, además, ya que es ligera, si hay una pequeña fuga, no afectará la señal.
• Cables: a menudo en distancias cortas. Confiable y barato, pero no el más rápido.

Dicho esto, es muy probable que la ruta entre EE. UU. y Europa sea de fibra óptica o inalámbrica, por lo que será transferida a otro tipo de energía.

Internet está compuesto de muchas redes diferentes. es posible pasar por un cable hasta el final, pero el tráfico se dirige a la ruta más rápida, a menudo con fibra óptica, si es posible. Si se usa fibra óptica al 100%, sí, es posible que pueda obtener todo el cable. Incluso es posible que sea enviado a través de Australia si ellos y Europa tienen una conexión de fibra óptica y una con los EE. UU., Pero los EE. UU. Y Europa no tienen fibra óptica.

Además, algunos enrutadores / interruptores / amplificadores / repetidores pueden tener un transistor o similar para aumentar la señal, "eliminando" su señal e imitándola con otra.

Incluso si pudieras obtener un cable, ningún transistor ni nada, ni fibra óptica o cable, cuando se agrega un electrón al cable, el que más se sale, casi como el primero, es el primero, o una línea.

Una analogía ligeramente mejor son los carritos de leche en una tienda. Cuando está lleno y tratas de empujar uno en la parte de atrás, con suficiente fuerza, el delantero se quita para ser procesado (por el portero) y todos se desplazan hacia abajo. Si controlaba la longitud entre cada una de las que tiraba del estante, podría crear un código. (Kinda.) Es similar con los electrones. Una jarra de leche es un electrón, y cada "ranura" (espacio para un cartón: cuatro ranuras en un estante que puede contener cuatro jarras de leche) es un átomo / partícula / otra cosa.