¿Qué componentes cotidianos involucran flujos de carga que no son electrones?

Ahora, esto se confunde cuando se llega a la teoría de los semiconductores, y entiendo su problema. Puedo nombrar un caso muy importante. Cuando trabaje con bombas de carga en el cuerpo humano . En muchos lugares de la biología el flujo de carga es positivo. Al tomar una clase de modelado biomédico para EE, a menudo tuvimos un flujo de carga positivo.

Podemos volvernos más locos, ¿qué pasa si tienes cáncer? Hay muchas opciones, a veces escoges radiación. Existe radiación de fotones, ¿qué pasa con radiación de protones ? La cantidad de protones que envían se mide en amperios. ¿Por qué? Partículas cargadas positivamente por segundo (disfruta del juego de palabras).

La parte importante aquí hace que su partícula sea un problema. Si los electrones estuvieran cargados positivamente, la mayoría de las personas barrería el problema debajo de la alfombra. El hecho de que estén cargados negativamente hace que las personas piensen sobre lo que realmente significa.

Si realmente te dedicas a la física, es solo una convención de signos y es un problema menor. Si desea asignarles una carga positiva, hágalo, sea coherente internamente y no publique nada y nadie lo sabrá.

Lo más importante es que si los electrones estuvieran cargados positivamente, no tendríamos un nombre tan grande para el positrón . Personalmente, no viviría en un mundo donde negatron sea una partícula.

Neurons ! @Kortuk tocó esto mencionando bombas de carga biológica. La carga se transfiere en ráfagas llamadas potenciales de acción , creados por una reacción química local que aumenta la concentración de iones (Na ⁺ ) y viaja a lo largo de las neuronas (está bien, es un poco más complicado que eso, pero creo que todos tenemos la idea).

Electroplating ! Los aficionados a la electrónica sabemos mucho sobre esto debido a las placas de PCB (níquel, oro, mezclas, etc.), pero se utilizan en todos los ámbitos de la industria y las artes: galvanizado, placas de oro y otros depósitos de metal para impermeabilización y protección contra la oxidación , factor de fantasía, colorante, anodizado, conductividad, como un paso intermedio antes de la deposición de otros materiales como polímeros, y cambios en la reactividad química (distintos de la protección contra la oxidación). De nuevo, este es el movimiento de los iones. También hay muchos electrones involucrados.

Flujo de corriente debido a la transferencia de iones en las tuberías : por ejemplo, en las tuberías de agua potable de nuestra ciudad hay una concentración de iones (cloro, fluoride , etc.). A medida que fluye a través de las tuberías, se trata de electricidad, el movimiento de carga y, a menudo, crea problemas para los sensores magnéticos sensibles.

Los fotones crean diferenciales de carga . Desde la radio hasta los rayos gamma, utilizamos todo el espectro electromagnético convirtiendo la energía eléctrica en fotones, y luego volviendo a electricidad en la antena del receptor. Los fotones excitan los electrones de valencia (son absorbidos) con suficiente energía para golpear la banda de conducción creando un par de orificios de electrones. Hay otros mecanismos, pero los fastidiaré si trato de explicarlos.

Muchos doohickeys y thingamabobs tienen una carga no neutral, y su movimiento en relación con un objeto con carga diferencial crea un campo electromagnético. La descripción del grupo canalizado de este efecto es la electricidad. Los electrones están en todas partes y son realmente ligeros, son fáciles, por lo que nos abusan de ellos para hacer el trabajo eléctrico de la mayoría del tiempo.

* ^{Se está trabajando para hacer circuitos totalmente basados en fotónica, pero realmente no soy la persona adecuada para presentarlo.}

Sí, también me gustan las formas en que William Beaty explica "¿De qué manera fluye realmente la" electricidad "?" y la distinción entre el flujo de partículas cargadas (casi siempre muy lento) y el flujo de energía eléctrica (casi siempre muy rápido).

(Por desgracia, esto no es realmente una respuesta a tu pregunta, sino una respuesta a algunas de las respuestas).

La única forma en que puedes mover cargas positivas (en lugar de la ausencia de cargas negativas, si queremos diferenciarlas) es mediante el transporte de núcleos de átomos.

Sí, así es exactamente cómo se mueve la carga positiva. En un proton conductor como el hielo, puede pensar en las cargas positivas en movimiento como núcleos de hidrógeno.

"En una estructura sólida o cristalina, el flujo de cargas positivas será extremadamente lento y posiblemente dañino"

Sí. Además, el flujo de electrones también es sorprendentemente lento y, a menudo, perjudicial. Las partículas cargadas que se mueven a través de los sólidos suelen ser muy pequeñas: electrones en un metal, protones en un conductor de protones.

Por otro lado, las partículas cargadas bastante grandes, tanto positivas como negativas, fluyen a través del electrolito de la batería (líquido) y durante eléctrico descarga luminiscente (gas).

bombillas fluorescentes

Algunas personas afirman que la corriente en las bombillas fluorescentes es de hecho el flujo de electrones .

Sí, durante la breve fracción de segundo cuando se aplica energía por primera vez a un tubo "frío", los electrones son las únicas partículas cargadas disponibles.

Al iniciar por primera vez un tubo "frío", el cátodo (porque es de metal) tiene una gran cantidad de electrones móviles "libres" disponibles, y sin embargo, el tubo tiene una resistencia muy alta.

Más tarde, después de golpear un "arco" eléctrico ( descarga de incandescencia eléctrica ), durante el funcionamiento normal de una bombilla fluorescente o Luz de neón, hay muchos iones cargados disponibles. Como el tubo tiene una resistencia mucho menor en ese momento, (a) los tubos fluorescentes requieren balasto, y (b) llegamos a la conclusión de que la mayor parte de la corriente involucra iones cargados en lugar de electrones.

Cuando una lámpara fluorescente "funciona desde CC, el interruptor de arranque suele estar dispuesto para invertir la polaridad del suministro de la lámpara cada vez que se enciende; de lo contrario, el mercurio se acumula en un extremo del tubo". - Wikipedia

Esto es evidencia de que los iones de mercurio cargados se mueven físicamente en una lámpara fluorescente.

En plasma (utilizado en varios procesos tecnológicos para depositar películas delgadas y grabados), tanto los electrones como los iones hacen la conducción. Las pistolas de iones como su nombre implica el uso de iones acelerados en el vacío usando un campo eléctrico muy fino (de manera similar a como funcionan las pantallas de tubos de rayos catódicos) para grabar el material o implantar los iones en una escala muy pequeña (escala nano a micrómetro) .

Los agujeros en los semiconductores son solo electrones. Es solo que hay tantos electrones inmóviles en el semiconductor dopado que los agujeros se destacan y nos permiten hacer la teoría. En realidad, los electrones (dejando agujeros vacíos detrás de ellos) siguen siendo las partes móviles.

Dependiendo de la definición de 'flujo de carga':

Sus tomas de pared y cualquier otra cosa que involucre voltaje de CA. La velocidad de deriva de electrones es cero en el nivel macro, a medida que los electrones de micro nivel se tambalean hacia adelante y hacia atrás y, por lo tanto, tienen una velocidad de deriva distinta de cero en un momento determinado. La energía se transfiere a través de ondas EM en circuitos de CA. En la práctica, siempre hay un pequeño desplazamiento de CC, por lo que hay una cierta deriva de electrones de "macroescala" en los cables. Sin embargo, no es el mecanismo principal del flujo de corriente y es muy lento, como una pulgada por día, dependiendo del desplazamiento. Puede, correctamente, argumentar que los electrones siguen siendo el portador de carga aquí, pero supongo que no lo describiría como un flujo de carga.

Incluso pensar en la corriente simplemente como un flujo de electrones bajo voltaje de CC no es una forma buena ni precisa de pensar en ello. La velocidad de deriva de electrones es muy lenta, dependiendo del voltaje y, por supuesto, el material puede ser en pulgadas por hora . Por supuesto, sabemos que la 'electricidad' se mueve mucho más rápido que esto, lo que se debe a que la corriente es el resultado de que sorta 'golpea' la carga a lo largo del conductor en lugar de requerir que un electrón específico "fluya" por todo el conductor.

En los condensadores electrolíticos, los portadores de carga primarios son iones.

Condensador electrolítico.

Dieléctrico tiene corrientes que "fluyen" en él ...

Aluminio

En el proceso más común para convertir aluminio natural (AL2O3 completamente oxidado) a El aluminio metálico, más útil, arroja óxido de aluminio a la criolita fundida, que produce iones Al3 + y O2 libres. Luego, una tensión a través de dos electrodos de carbono atrae los iones Al3 + al electrodo negativo (cátodo), donde se descarga Al puro líquido y se hunde hasta el fondo, donde se extrae.

(El aluminio es el átomo metálico más abundante en la corteza terrestre. El aluminio metálico es ahora un material doméstico común para el hogar, usado en muchos componentes eléctricos, y el proceso de fabricación de aluminio utiliza una fracción significativa de toda la energía eléctrica producida cada día. Pero, ¿esto realmente califica como un "componente cotidiano"?)