آیا تا به حال به یک جریان الکتریکی از نظر میکروسکوپی نگاه کرده اید؟
جریان الکتریکی یا همان برق، در واقع جریانی از الکترون‌ها یا به عبارت دقیق‌تر، جریان الکترون‌های آزاد است. الکترون‌های آزاد، الکترون‌هایی هستند که به اتم خاصی متصل نیستند و می‌توانند آزادانه حرکت کنند. درون یک سیم رسانا، پیش از برقراری جریان الکتریکی، الکترون‌های آزاد، آزادانه و به صورت تصادفی، به همه سمت حرکت می‌کنند، با اتم‌های رسانا برخورد می‌کنند و مجددا جهتشان را تغییر می‌دهند. اما زمانی که یک اختلاف پتانسیل الکتریکی اعمال می‌شود، الکترون‌ها یک نیرو را احساس می‌کنند که در یک جهت خاص، به آن‌ها وارد می‌شود. در اثر این نیرو، الکترون‌ها شتاب می‌گیرند و درون رسانا جابجا می‌شوند.
سرعت حرکت این الکترون‌های آزاد رفته رفته افزایش می‌یابد تا به یک سرعت نسبتا ثابت می‌رسد که به آن، سرعت رانش یا drift velocity گفته می‌شود.
اما این سرعت رانش چندان زیاد نیست. علت آن نیز این است که این الکترون‌ها در مسیر حرکت خود با اتم‌های رسانا برخورد می‌کنند و از سرعت آن‌ها کاسته می‌شود. درست شبیه زمانی که قصد دارید در مترو صادقیه قطار خود را عوض کنید، شما می‌خواهید با سرعت هرچه تمام‌تر به قطار بعدی برسید، اما افرادی که آنجا ایستاده اند، سرعت شما را می‌گیرند و شما نمی‌توانید از حداکثر سرعت خود استفاده کنید و ممکن است قطار بعدی را از دست بدهید. سرعت رانش برای الکترون‌های آزاد بسیار کم است.
مثلا اگر فرض کنیم جریان عبوری از سیم شارژ تلفن همراه شما ۳ آمپر باشد، سرعت رانش الکترون‌های آزاد درون سیم شارژر تلفن همراهتان، چیزی حدود ۰/۰۷ میلی‌متر بر ثانیه محاسبه می‌شود. اگر قرار باشد جریان الکتریکی با این سرعت حرکت کند، با فرض اینکه طول سیم شارژر شما یک متر است، شما بعد از اتصال تلفن همراهتان به شارژر، بایستی حدود ۴ ساعت صبر کنید تا اولین الکترون‌های آزاد به تلفن شما برسند و تلفن‌تان شروع به شارژ شدن کند. اما در واقعیت چنین چیزی اتفاق نمی‌افتد و جریان الکتریکی با سرعت نزدیک به سرعت نور، جابجا می‌شود.
برای درک مکانیزم آن، فرض کنید در انتظار مترو هستید. ناگهان قطار می‌رسد و در باز می‌شود. شخص تنومندی که چند متر از شما عقب‌تر است، نفر جلویی‌اش را هل می‌دهد و او نیز نفر بعدی را و در نهایت موج این فشار به شما می‌رسد و شما به درون مترو پرتاب می‌شوید. اتفاقی مشابه در مورد الکترون‌های آزاد درون این سیم رسانا رخ می‌دهد.