Elektrik akımı
Matematiksel modeller > Sürüklenme hızı

İletken içerisindeki hareketli yüklü parçacıklar tıp ki gazlar gibi rastgele yönlerde hareket ederler. Net bir yük akışının olması için yüklü parçacıklar ortalama bir sürüklenme hızıyla hareket etmelidir.Metallerdeki yük taşıyıcıları elektronlardır ve bunlar bir atomdan başka bir atoma çarpa çarpa düzensiz bir yol izlerler. Başka bir deyişle kararsız yolla akarlar (atomdan atoma sıçrarlar), fakat genellikle elektriksel alan yönünde akarlar. Fakat genel olarak, elektrik alan vektörüne ters yönde sürüklenirler. Elektronların sürüklenme hızı aşağıdaki denklemden hesaplanabilir:
burada
Karakteristik olarak elektrik yükleri bir katı içerisinde yavaş hareket eder. Örneğin 0.5 mm^2 kesit alanına ve 5 amperlik akıma sahip bir bakır tel içerisindeki elektronların sürüklenme hızı saniyede bir milimetre kadardır. Fakat başka bir örnek verilecek olursa, elektronlar katot ışın tüpünün içindeki boşlukta hem düz bir çizgiye yakın bir yol izlerler hem de ışık hızının onda biri kadar bir hız ile ilerlerler.
Katı maddedeki elektrik akışı tipik olarak çok yavaştır. Örneğin, 0.5 mm² kesitli bir bakır tel 5 A lik bir akım taşırken elektronların akım yönündeki ortalama hızı saniyede milimetreler mertebesindedir. Buna karşılık katot ışınlı tüplerin içerisindeki neredeyse vakum ortamda elektronlar neredeyse doğrusal rotalarda ışık hızının onda birine yakın hızlarda hareket ederler.
Elektriksel yük taşıyan parçacıklar hızlı ya da yavaş da hareket etse, iletkenin yüzeyinde oluşan elektriksel sinyaller genelde ışık hızına yakın hızlarda ilerlerler. Bu sonuca Maxwell denklemlerinin çözümüyle varılabilir. İlk bakışta sezgiye aykırı görünen bu durum bilardo toplarının çok hızlı hareket etmediklerinde bile çarpışmanın etkisini neredeyse anında iletmelerine benzetilerek açıklanabilir.
Elektrik yüklerinin kazanacağı herhangi bir ivme, yani elektrik akımındaki herhangi bir değişiklik elektromanyetik dalgaların oluşmasına neden olur. Bu dalgalar, iletkenin yüzeyinden dışarıya çok yüksek hızlarda yayılır. Maxwell denklemlerinden de hesaplanabileceği üzere bu hız ışık hızına göre hesaplandığında oldukça önemli bir kesir ile ifade edilir. Bundan dolayı elektromanyetik dalga hızı çoğu zaman elektronların sürüklenme hızından büyüktür. Örneğin elektrik iletim hatlarındaki elektromanyetik dalgalar teller arasındaki boşlukta, kaynaktan başlayarak uzak bir yüke kadar yayılabilir. Fakat tel içerisindeki elektronlar yalnızca geriye doğru ve biraz da ileriye doğru küçük mesafeler katedebilir.
Elektromanyetik dalga hızının ışığın boşluktaki hızına oranı, hız faktörü olarak tanımlanır. Bu oran iletkenin şekil ve boyutuna, elektromanyetik özelliğine ve çevresini saran yalıtkan maddelere bağlı olarak değişir.
Bahsedilen bu üç hız benzerlik açısından gazların hızları ile karşılaştırılabilir.
Yük taşıyıcıların düşük sürüklenme hızı, havanın hareketine (rüzgâr) benzemektedir.
Elektromanyetik dalgaların yüksek hızı gaz molekülleri içerisinde hareket eden ses hızına benzemektedir. (Bu dalgalar bir ortamda her bir parçacıktan daha hızlı hareket eder.)
Elektrik yüklerinin rastgele hareketi, rastgele titreşen gaz parçacıklarının termal ısı hızını çağrıştırır.