Por que os elétrons continuam a se mover na mesma direção em um circuito elétrico com uma diferença de potencial?

Em um circuito com uma diferença de potencial, os elétrons se movem na mesma direção devido à influência da força do campo elétrico. Quando a fonte de alimentação é ligada, uma grande quantidade de carga negativa (elétrons) se acumula no polo negativo da fonte de alimentação, enquanto uma grande quantidade de carga positiva se acumula no polo positivo. Essas cargas são separadas dentro da fonte de alimentação devido a reações químicas ou outros processos de conversão de energia, resultando em uma diferença de potencial, ou tensão, entre as duas extremidades da fonte de alimentação.

Quando o circuito está fechado, os elétrons livres no condutor estão sujeitos à força do campo elétrico e começam a se mover do polo negativo da fonte de alimentação para o polo positivo. Esta força do campo elétrico é gerada pela diferença de potencial entre as duas extremidades da fonte de alimentação, e ela impulsiona os elétrons a se moverem ao longo do condutor em uma direção específica, isto é, de baixo potencial (polo negativo) para alto potencial (polo positivo). Embora o campo elétrico dentro do condutor possa não ser completamente uniforme, ainda pode orientar efetivamente os elétrons a se moverem na mesma direção.

Além disso, os elétrons livres nos condutores, sob a ação da força do campo elétrico, embora seu caminho de movimento real possa ser tortuoso, devido a um grande número de elétrons sujeitos a forças na mesma direção, exibem um fenômeno de movimento direcional como um todo. Embora a velocidade deste movimento direcional seja muito lenta em relação à velocidade da luz, é suficiente para formar a corrente que observamos.

Em resumo, a razão pela qual os elétrons se movem na mesma direção dentro de um circuito com uma diferença de potencial é devido à força do campo elétrico fornecida pela fonte de alimentação. Esta força incita os elétrons livres a superarem resistências internas, como a atração dos núcleos atômicos e colisões com outros elétrons, e a se moverem unidirecionalmente ao longo do condutor.