Có một Electron thực sự đi hàng ngàn Miles khi tôi sử dụng một máy chủ tại quốc gia khác?

Khi tôi nhấn một phím trên bàn phím, nó sẽ thay đổi dòng điện tử trong một dây kết nối để gửi dữ liệu đến máy tính của tôi. Giả sử nó gửi các bit : 100000000100000000100000000100000000, đó là một vài chữ cái được mã hóa ở dạng nhị phân và ASCII.

Những electron này bằng cách nào đó di chuyển xuống dây, đến một con chip, phát hiện nơi dữ liệu của tôi sẽ đi cùng với bóng bán dẫn, hoặc theo tôi hiểu, các công tắc nhỏ có thể được điều khiển bằng một dây khác. Con chip sẽ phát hiện nơi dữ liệu của tôi đang hướng đến và gửi nó đi đúng hướng.

Vì vậy, câu hỏi là, nếu tôi thực hiện một yêu cầu HTTP từ Châu Âu đến một máy chủ ở Hoa Kỳ, liệu một số điện tử từ PC của tôi, trong 200 ms, câu trả lời sẽ đi qua Đại Tây Dương đến Hoa Kỳ và quay lại với tôi?

Khi bạn đẩy một electron vào một đầu của dây, tất cả chúng chen lấn xung quanh một chút, và một cái khác bật ra ở đầu kia.

Trong một dây dẫn (ví dụ, bất kỳ kim loại nào), có một phần electron nhất định không bị ràng buộc với bất kỳ hạt nhân cụ thể nào và chúng tự do di chuyển khắp dây dẫn mọi lúc, ngay cả khi không có điện áp bên ngoài. Áp dụng một điện áp chỉ đơn giản là gây ra sự "trôi" ròng của biển điện tử này theo hướng điện trường. Tốc độ của sự trôi dạt này là những đơn đặt hàng có cường độ chậm hơn tốc độ mà điện trường đẩy ra (về cơ bản là tốc độ ánh sáng).

Câu trả lời cho dù bất kỳ điện tử cụ thể nào có thể làm cho nó từ đầu này sang đầu kia phụ thuộc vào độ dài của dây và tần số tín hiệu. Tốc độ trôi chia cho tần số tín hiệu sẽ cho bạn khoảng cách trung bình mà một electron có thể di chuyển trong một chu kỳ. (Tôi ngần ngại gọi đây là "bước sóng", nhưng đó là cùng một khái niệm.) Nếu dây ngắn hơn một nửa khoảng cách này, một số điện tử đang thực hiện toàn bộ chuyến đi.

Tần số báo hiệu rất quan trọng, vì trong ví dụ bạn đưa ra, cả USB và Ethernet đều sử dụng tín hiệu AC ở tần số khá cao. Các electron thực sự không di chuyển rất xa.

Và để giải quyết điểm khác của bạn, về các electron từ đầu vào của mô-đun xuất hiện ở đầu ra của nó - không, điều này hiếm khi đúng. Tụ điện, máy biến thế, ống, FET và hầu hết các cấu hình mạch bóng bán dẫn lưỡng cực ngăn chặn điều này. Có nhiều nơi trong chuyến đi xuyên Đại Tây Dương của bạn, nơi dòng điện tử trực tiếp bị chặn một cách có chủ ý, vì vậy không, các điện tử "của bạn" chắc chắn không đi qua Đại Tây Dương.

Tín hiệu là sự chuyển động của điện tích, xảy ra nhanh hơn nhiều so với chuyển động của các điện tử.

Hai cái được so sánh trên Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_electricity Từ bài viết Wikipedia:

Khi điện áp một chiều được đặt vào, các electron sẽ tăng tốc độ tỷ lệ thuận với cường độ của điện trường. Những tốc độ này theo thứ tự milimet mỗi giờ. Điện áp xoay chiều gây ra không có chuyển động ròng; các electron dao động qua lại để phản ứng với điện trường xoay chiều.

Các tín hiệu được sử dụng để liên lạc là AC.

Bằng cách tương tự, hãy xem xét đồ chơi bàn "cái nôi của Newton":

Tín hiệu di chuyển qua các quả bóng nhanh hơn chính quả bóng.

Bạn cần tách khái niệm điện áp khỏi dòng điện.

Ví dụ kinh điển là một ống nối với vòi. Để đơn giản, giả sử rằng vòi đã đầy nước, nhưng vòi đã tắt và vòi không bị rò rỉ (tức là nó hướng lên trời).

Bây giờ giả sử rằng bạn chỉ cần bật vòi. Một phân tử nước nhất định (đại diện cho một điện tử cho sự tương tự) sẽ mất khá nhiều thời gian để truyền từ vòi đến cuối vòi. Điều này giống như "hiện tại".

Tuy nhiên, các phân tử nước ở cuối vòi sẽ gần như ngay lập tức bắt đầu rơi ra khỏi vòi. Điều quan trọng, các phân tử nước này không phải là những phân tử đến từ vòi, mà vẫn còn ở đầu kia của vòi. Bạn có thể nói rằng một "động lực thủy" từ vòi đang đẩy nước ra khỏi đầu vòi. Lực này di chuyển nhanh hơn nhiều so với một phân tử nước nhất định. Điều này giống như "điện áp" (hay "lực điện động lực")

Tóm lại: dòng điện đại diện cho "đôi khi" rời rạc di chuyển qua một số điểm và điện áp đại diện cho lực đang đẩy những thứ đó. Họ di chuyển với tốc độ rất khác nhau; Tôi tin rằng trong khi điện áp lan truyền qua đồng với tốc độ khoảng 2e8 mét mỗi giây (xấp xỉ với độ thẩm thấu), thì các electron thực tế di chuyển với tốc độ 1 mét mỗi giờ (và giả sử DC, AC sẽ di chuyển chậm hơn nữa khi các electron "quay lại" Và ra)

Tại sao lại thế này? Chà, trong chân không (hoặc chất siêu dẫn), các electron sẽ bay với tốc độ tương đương với điện áp lan truyền. Nhưng trong các dây dẫn trong thế giới thực, các electron đâm vào các electron khác, vào hạt nhân, chúng bị kích thích bởi năng lượng nhiệt, v.v. .

Điện áp không bao giờ có vấn đề này, nó chỉ là một điện trường. Đó là lý do tại sao chúng tôi sử dụng điện áp và không phải là hiện tại để báo hiệu. Tín hiệu từ bên kia Đại Tây Dương (bỏ qua sợi quang) không được mang theo từng electron, mà thay vào đó được cảm nhận như là lực đẩy các electron đó. Đó là lý do tại sao điện tử là nghệ thuật của điện áp trực tiếp, không phải hiện tại. Dây không bao giờ "trống", nó luôn đầy electron; Câu hỏi là liệu có một lực lượng được áp dụng hay không.

Tất nhiên là không; bạn đã bỏ qua một cái gì đó rất lớn :

Nó là không phổ biến cho tín hiệu của bạn chỉ đi qua dây.

Có nhiều cách tín hiệu du lịch:

• Wireless (vệ tinh chủ yếu): rất đắt tiền để chạy dây cho hàng ngàn dặm dưới đại dương
• Cáp quang: khi vượt khoảng cách xa và tốc độ quan trọng với rất nhiều tiền, điều này thường được sử dụng, đặc biệt là dưới đại dương. Nếu bạn có tiền để triển khai dây trong nước, một chút nâng cấp sẽ không gây hại, cộng với, vì trời sáng, nếu có một chút rò rỉ, nó sẽ không ảnh hưởng đến tín hiệu.
• Dây điện: thường trên khoảng cách ngắn. Đáng tin cậy và giá rẻ, nhưng không phải là nhanh nhất.

Điều đó đang được nói, rất có khả năng tuyến đường giữa Mỹ và châu Âu là cáp quang hoặc không dây, vì vậy nó sẽ được chuyển sang một loại năng lượng khác.

Internet bao gồm nhiều mạng khác nhau. Nó là có thể phải đi qua một dây tất cả các cách, nhưng lưu lượng được định hướng con đường nhanh nhất, thường cáp quang nếu bạn có thể. Nếu cáp quang đang được sử dụng 100%, có, bạn có thể có được tất cả các dây. Bạn thậm chí có thể được chuyển qua Úc nếu họ và Châu Âu có kết nối cáp quang và một với Hoa Kỳ, nhưng Hoa Kỳ và Châu Âu không có cáp quang.

Ngoài ra, một số bộ định tuyến / chuyển đổi / tăng cường / bộ lặp có thể có một bóng bán dẫn hoặc tương tự để tăng tín hiệu, "xử lý" tín hiệu của bạn và bắt chước nó với một tín hiệu khác.

Ngay cả khi bạn có thể có được một dây, không có bóng bán dẫn hay bất cứ thứ gì, và không có sợi quang hoặc dây, khi một electron được thêm vào dây, thì dây xa nhất sẽ bật ra, gần giống như dây đầu tiên là dây đầu tiên ra hoặc đường dây đầu tiên .

Một tương tự tốt hơn một chút là xe sữa tại một cửa hàng. Khi nó đầy và bạn cố gắng đẩy một cái ở phía sau, với lực vừa đủ, cái trước sẽ bật ra để được xử lý (bởi người gác cổng) và tất cả đều dịch chuyển xuống. Nếu bạn kiểm soát độ dài giữa mỗi cái bạn đẩy ra khỏi kệ, bạn có thể tạo mã. (Kinda.) Nó tương tự với các điện tử. Một bình sữa là một điện tử và mỗi "khe" (không gian cho một thùng: bốn khe trong kệ có thể chứa bốn bình sữa) là một nguyên tử / hạt / không có gì.