¿Existe un voltaje máximo posible?

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Esta pregunta me hizo preguntarme si hay un máximo voltaje teórico Me parece que hay un límite en la cantidad de carga positiva o negativa que puedes tener, por ejemplo, un contenedor lleno de electrones y un contenedor lleno de protones.

Edite, ya que parece que no me entienden: el voltaje es causado por una diferencia de potencial entre dos puntos. Me parece que este potencial está inherentemente limitado por el hecho de que requiere partículas para transportarlo. Estoy NO hablando de una falla debido al arco eléctrico.

    
pregunta Loren Pechtel

3 respuestas

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Primero que todo: el voltaje no tiene nada que ver con la distancia, como dicen algunas personas. El campo eléctrico tiene que ver con la distancia, pero el voltaje es simplemente una diferencia de potencial. Los voltajes más altos se pueden alcanzar con la llamada carga en masa, es decir, la cantidad de electrones en una cierta masa de materia dividida por la masa del objeto.

Sí, hay una diferencia teórica de potencial máximo. Es la diferencia de potencial según lo dictado por el principio de exclusión de Pauli; es decir, no pueden existir dos partículas en el mismo estado al mismo tiempo. Esto limita la densidad de electrones que puedes tener en el universo y, a la inversa, la máxima diferencia de potencial. Puede ser posible construir una nube con tanta densidad de electrones sintéticamente por un tiempo infinitesimal incluso, aunque obviamente nunca sería estable. Los protones son una forma subóptima de (teóricamente) construir un potencial como este, ya que su densidad de carga es muchos órdenes de magnitud más baja. Los electrones desnudos son el camino a seguir como la carga de masa más baja que transporta partículas en la materia **.

Ahora, esto no dice absolutamente nada sobre el límite superior en un voltaje práctico (pseudo) estable. No existe una nube de electrones de densidad máxima y, lo que es más importante, es muy difícil producir una contraparte perfectamente neutral lo suficientemente cerca para hacer cualquier cosa. Sabemos que las estrellas de neutrones son esencialmente la materia 'utilizable' más densa del universo, pero en su mayor parte es eléctricamente neutra (aunque probablemente tenga una sopa de partículas cargadas que viven de la presión de degeneración cuántica en el núcleo). Probablemente sea un mal candidato para un material realmente denso en electrones.

Los agujeros negros son otro gran problema para la practicidad de las cosas. Simplemente no sabemos qué es realmente un agujero negro. Si es una verdadera singularidad (es decir, toda la materia concentrada en un solo punto), es una excepción o extensión al principio de exclusión de Pauli y cuando se ve solo en las tres dimensiones del espacio, puede considerarse como un objeto infinitamente denso. Pero también sabemos que probablemente no tenga ninguna carga, e incluso si lo hiciera, la fuerza electromagnética no puede interactuar con nada sobre el horizonte aparente. Así que esto probablemente tampoco sea un candidato.

El siguiente y probablemente "mejor" candidato es, probablemente, las nubes de gas hidrógeno despojadas de radiación. No es denso en absoluto, pero las nubes de hidrógeno alrededor de las regiones de formación estelar altamente activas están siendo despojadas constantemente de sus electrones por los rayos X intensos y la radiación ultravioleta (ionizante) de las estrellas jóvenes, azules y brillantes. Esto significa que estamos tratando esencialmente con una gran nube de protones. El inconveniente es que la interacción eléctrica es difícil, por lo que no puedes hacer nada con ese potencial, pero está ahí.

** Olvidé los quarks .. Supongo que puedes ser incluso un poco más eficiente con esos.

    
respondido por el user36129
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No. Puede poner límites superiores a los voltajes que pueden existir en el universo observado, pero no hay un límite teórico de voltaje entre dos objetos que están arbitrariamente alejados.

    
respondido por el Stephen Collings
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La diferencia de potencial entre dos cuerpos es directamente proporcional a la carga acumulada en él. Y esa carga es proporcional a los electrones libres (o iones) que contiene. El valor máximo que se decide por el número de partículas (átomos) en él. Entonces, si esto está limitado, de ahí la máxima diferencia de potencial.

Si el universo está limitado o el número de átomos en él está limitado, entonces hay un voltaje teórico máximo. Pero como no conocemos la existencia del límite del universo, debemos considerar el máximo teórico de voltaje como infinito.

    
respondido por el nidhin

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