¿Un conductor que está muy cargado negativamente afecta el número de electrones libres o la conductividad?

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Si un conductor está cargado con varios megavoltios de electricidad estática, ¿tiene un número mayor de electrones libres? Si es así, ¿no harían al conductor más conductor?

Para probar verdaderamente la conductividad, se debería emplear un generador que se cargó al mismo potencial.

    
pregunta Vial

2 respuestas

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El conductor no puede cargarse con electricidad "estática": cualquier carga que coloque en el conductor es una carga excesiva gratuita. Esta carga se reorganizará de tal manera, que el conductor es equipotencial. Al final de este reordenamiento, toda la carga excesiva estará presente en la cubierta externa del conductor y no habrá campo eléctrico dentro del conductor . Una vez que proporcione una ruta para que fluya la corriente, el conductor se librará de toda la carga excesiva.

Si conecta un "generador que se cargó al mismo potencial" a este conductor, no habrá corriente eléctrica ya que no hay diferencias de potencial. Esto significa que toda la carga excesiva permanecerá en el conductor. Sin embargo, cuando aplique voltaje de CC adicional para medir la resistencia, la corriente fluirá a través del conductor como si fuera completamente neutral (recuerde, no hay un campo eléctrico en el interior debido a una carga excesiva).

Si conecta un equipo de medición que tiene un potencial diferente, la carga en el conductor se reorganizará nuevamente de tal manera que el conductor y el equipo de prueba sean equipotenciales. Por lo general, el conductor se descargará a través de las sondas. Nota: si realmente hay una gran cantidad de carga en el conductor, la corriente inicial puede ser tan grande que el equipo de prueba se dañe.

Parece que no debe hacer ninguna preparación especial para medir la resistividad del conductor siempre que su equipo de prueba tenga un potencial definido y la cantidad de carga excesiva no pueda dañar su equipo de prueba.

Sin embargo, a veces es posible que desee medir la resistividad con un medidor flotante (cualquier multímetro está flotando). ¿Qué pasa en este caso? Bueno, la carga excesiva que colocó en el conductor una vez más se reorganizará. Es difícil predecir cuál será la configuración final, pero puede estar 100% seguro de que no habrá un campo eléctrico dentro del conductor (excepto el campo inducido por el propio multímetro). Si la reconfiguración de la carga no dañó su multímetro, usted medirá una resistencia precisa.

En resumen:

Si desea medir la resistencia de CC, la cantidad de carga inicial en el conductor no es importante, siempre que la descarga de esta carga no dañe el equipo de prueba y no cambie el propio conductor (al calentarlo, por ejemplo). ejemplo).

Descargo de responsabilidad :

Estoy 100% seguro de que, para densidades de carga muy altas, aparecen efectos mecánicos cuánticos exóticos (este es siempre el caso: lleve algo a un extremo y habrá complicaciones imprevistas). No tengo ni idea de cómo pueden verse estos efectos y si pueden cambiar la descripción anterior, pero supongo que esto es manejado por físicos, no por ingenieros.

    
respondido por el Vasiliy
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Diversión al reverso del sobre:

Según enlace , una esfera de 20 cm de radio tiene una capacidad de ~ 22 pF. Si se carga a -1 MV, tendría 22 uC de carga. Un coulomb es aproximadamente 6E18 electrones, por lo que habría aproximadamente 1E14 electrones adicionales en la superficie. El área es de aproximadamente medio metro cuadrado, o 5E17 nanómetros cuadrados, y cada nanómetro cuadrado tendría (aproximadamente aproximadamente) 10 o más átomos de metal expuestos.

Entonces, incluso teniendo en cuenta el hecho de que todos los electrones adicionales irían a la superficie del conductor, incluso los voltajes realmente altos agregarían en promedio una pequeña fracción (aproximadamente 1 / 50,000) de un electrón por átomo al "electrón". Sopa "del conductor.

No soy un físico, pero no espero que eso haga mucha diferencia en la conductividad del sistema.

    
respondido por el ChrisPhoenix

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