L'analogie avec l'eau est très limitée et ne modélise pas la façon dont les électrons se déplacent dans un fil. Il doit toujours être utilisé avec grand soin.
Les électrons dérivent très lentement (environ 1 m / heure) en sautant d'atome en atome. Le courant semble circuler instantanément dans un circuit complet mais ne circulera pas dans un circuit incomplet (pas de champ électrique pour déplacer les électrons).
À l'intérieur d'un fil, la conductivité est élevée (de nombreux électrons «libres» bourdonnent au hasard) et un petit champ électrique (une différence de tension à chaque extrémité du fil) peut produire un courant. À l'extérieur du fil, la conductivité est très faible et il n'y a pas de champ électrique pour surmonter l'attraction des ions métalliques chargés positivement dans le fil si un électron quitte la surface du fil.
L'eau (molécules), par contre, s'écoulera simplement de l'extrémité du tuyau parce que la force qui pousse l'eau à l'extrémité ouverte (en raison de la pression de l'air) est inférieure à la force qui pousse l'eau hors du système (pression de l'air). + gravité + pompe?).
L'eau peut s'échapper car l'intérieur et l'extérieur du tuyau sont essentiellement le même milieu et les molécules sont soumises à la pression (air et pompe) et à la gravité (à l'intérieur du tuyau) et à la gravité (à l'extérieur du tuyau).
Les électrons peuvent-ils s'échapper du fil?
Oui.
Pour que les électrons s'échappent de leur «contenant métallique», il doit y avoir suffisamment d'énergie fournie pour briser les liaisons qui les lient aux ions métalliques. Cela peut être fait avec des photons à haute énergie (voir effet photo-électrique et fonction de travail) ou en chauffant le métal (émission thermo-ionique). Bien sûr, si cela se fait dans l'air, les électrons ne peuvent pas aller très loin avant d'être absorbés, il faut donc le faire dans le vide.
Si le champ électrique est très élevé (comme dans les nuages chargés), l'étincelle qui en résulte est un éclair.