Jawaban singkat: beberapa buku teks terinfeksi dengan kesalahpahaman, gagasan bahwa elektron selalu mengorbit masing-masing atom logam. Nggak. Mereka juga akan memberi tahu Anda bahwa elektron hanya melompat di antara atom ketika tegangan diterapkan di sepanjang kabel. Salah.
Dalam logam, elektron terluar dari masing-masing atom logam telah meninggalkan atom aslinya. Ini terjadi ketika logam pertama kali terbentuk. Jika elektron terus menempel pada masing-masing atom, maka logam akan menjadi isolator, dan pada nilai arus yang rendah, ohm tidak akan konstan. Pada kenyataannya, elektron terluar atau "pita konduksi" mengorbit di antara semua atom logam, sepanjang waktu. Kawat logam menyerupai sejenis "plasma padat." Logam itu aneh.
Fisikawan menyebut populasi elektron bergerak logam itu dengan nama "lautan elektron" atau "lautan muatan". Dalam kimia itu disebut "ikatan logam."
Dari sudut pandang non-kuantum, kita dapat melihat benda-benda logam seperti wadah berisi "cairan listrik," gaya Ben Franklin! Elektron logam berkeliaran dengan kecepatan tinggi, berkeliaran di sekitar, seperti molekul gas di dalam selang. Tetapi gerak elektron ini berada dalam arah acak. Ini adalah gudang untuk energi panas, tetapi tidak memiliki arah tunggal, jadi ini bukan "angin;" bukan arus listrik. Untuk setiap elektron yang menuju satu arah, ada yang lain mundur.
Oleh karena itu, arus listrik DC aktual dalam logam adalah penyimpangan rata-rata lambat dari awan elektron ini. Elektron individu tidak bergerak lambat tentu saja. Sebaliknya mereka berkeliaran di hampir kecepatan cahaya sepanjang waktu. Tetapi selama arus DC, jalan berkeliaran rata-rata mereka memiliki drift DC kecil ditumpangkan. Atmosfer bumi melakukan hal yang sama: setiap molekul bergerak hampir dengan kecepatan suara, bahkan dalam kondisi diam; Tidak ada angin. Kami menganggap pengembara sebagai "termal," sebagai Brownian Motion. Sama dengan masing-masing elektron dalam logam.
Animasi atom / elektron logam yang benar akan menggambarkan elektron melompat di kedua arah dengan arus nol. Atau, tunjukkan mereka bergerak-gerak di beberapa atom, dengan gerakan acak selama nol ampere. (Atau, perlihatkan bagian dalam kabel yang terlihat seperti 'salju televisi,' seperti derau putih yang berkedip-kedip.) Kemudian, selama arus DC, seluruh pola elektron perlahan-lahan akan bergeser menjadi satu kesatuan. Semakin tinggi ampere, semakin cepat alirannya. "Cairan white-noise" bergerak lambat, seperti air dalam pipa, tetapi partikel-partikel individual tidak pernah diam.
Perhatikan bahwa gambar ini TIDAK BERLAKU UNTUK SEMUA KONDUKTOR . Ini hanya berlaku untuk logam padat (bentuk konduktor yang paling umum digunakan dalam teknik listrik), tetapi tidak untuk air garam, asam, arus tanah, jaringan manusia / saraf, logam cair, logam bergerak, plasma, bunga api, dll. Listrik bukan t elektron, itulah sebabnya insinyur dan ilmuwan menggunakan "Arus Konvensional" yang berlaku untuk semua jenis konduktor. Aliran elektron dalam logam adalah kasus khusus dari arus listrik pada umumnya.
PS
Perhatikan bahwa elektron tidak terlihat! (Bahkan, elektron tentang satu-satunya hal yang yang terlihat.) Jadi, setiap kali kita melihat sebuah kawat telanjang, kita melihat elektron-laut-nya. Elektron seluler adalah reflektor ekstrim dari gelombang EM. Tampilan "logam" dari permukaan logam adalah pandangan kami tentang elektron bebas. Jadi, elektron seperti cairan keperakan. Selama arus listrik dalam logam, itu adalah benda keperakan yang mengalir bersama. Tetapi tidak ada kotoran atau gelembung dalam aliran ini, jadi meskipun kita dapat melihat "cairan," kita tidak bisa melihat gerakannya. (Heh, bahkan jika kita bisa melihat sesuatu bergerak, penyimpangan muatan akan terlalu lambat untuk diperhatikan; seperti jarum menit pada jam!)