¿A qué velocidad viaja la electricidad? ¿El material conductor afecta a la velocidad?

Si bien el efecto de la electricidad es casi instantáneo, los electrones viajan a una velocidad muy lenta a lo largo del cableado eléctrico.

La electricidad es el efecto del movimiento de los electrones libres que son impulsados por la diferencia de potencial. La electricidad no es “los electrones circulando” sino un fenómeno consecuencia de ese movimiento.

Antes de responder la pregunta concreta tengamos en cuenta que hay dos tipos de corriente eléctrica: continua y alterna. Esta última es la que se usa en las instalaciones domiciliarias e industriales por su mayor eficiencia en el transporte de energía. La corriente continua se usa generalmente en pequeña circuitería como los electrodomésticos.

En la corriente continua los electrones fluyen a largo del cable muy lentamente, pero esto no es la electricidad. En la corriente alterna cambian de dirección 50 o 60 veces por segundo, con lo cual no se trasladan estando siempre en el mismo lugar, pero hay electricidad igualmente al haber movimiento.

Ahora respondo a tu pregunta:

La velocidad de los electrones depende de la sección del conductor y la intensidad de corriente que esté circulando por él, o sea la densidad de corriente (A/m2) así como también de la concentración de electrones libres. Es decir no es siempre la misma. La fórmula para calcularla es v=j/(qn) donde j es la densidad de corriente, q es la carga eléctrica del electrón y n es la concentración de electrones libres del material conductor.

En la corriente continua la velocidad de los electrones a intensidades usuales de corriente es menor a 1mm/s, es decir que si eligiésemos un electrón individualmente y lo siguiésemos desde el interruptor hasta la lámpara (si es que eso fuese posible), tardará horas en llegar según la longitud del cable. Sin embargo la electricidad se mueve a una velocidad altísima, cercana a la velocidad de la luz y la lámpara se enciende casi instantáneamente. Porque la electricidad es como el movimiento de una fila de canicas: empujas a la primera y casi instantáneamente se mueve la última. Aunque cada canica se mueva muy lentamente, el movimiento (la energía) se transmite rápidamente desde la primera a la última cuando las empujas.

En la corriente alterna el electrón individual del interruptor nunca llegará a la lámpara, con lo que podríamos decir que su velocidad efectiva es nula, pues está continuamente oscilando alrededor de un mismo punto 50 ó 60 veces por segundo dependiendo de la frecuencia de la red eléctrica (50Hz o 60Hz según el país). ¿A qué velocidad se mueve el electrón en su pequeño desplazamiento oscilatorio? Habría que calcularlo, hay una fórmula, pero su velocidad varía en el tiempo siguiendo una curva sinusoidal con velocidad promedio cero.