En este circuito, calculo que la corriente a través de R1 es de 10 mA. ¿Qué sucede si tengo en cuenta la radiación electromagnética en el cable ideal?
editar: esta es una pregunta pedagógica que trata de establecer que no, un cable ideal no disipa energía porque no es una definición útil de "ideal".
Si contabilizara los cables, su circuito se vería como el diagrama a continuación. Tendría una inductancia del campo magnético alrededor del cable y una resistencia del conductor.
Los efectos del campo magnético están representados por el inductor y solo se aplican si la corriente a través del inductor está cambiando. Lo que en este circuito, una vez que se enciende, la corriente es constante y la inductancia no importa.
Si tuviera un cable ideal con efectos electromagnéticos, podría modificar las resistencias y simplemente modelar la inductancia.
Bueno, depende de la definición que proporcione de "cable ideal" y del contexto exacto en el que esté involucrado.
Por lo general, en la teoría de circuitos de elementos concentrados (CT), una conexión entre dos terminales se considera una pieza de conductor ideal de longitud cero .
Un conductor ideal es un conductor con resistividad cero, por lo tanto, esa conexión puede considerarse como una resistencia de cero ohmios.
En la TC básica de elementos concentrados, asumimos que los campos EM varían muy lentamente, y que lentamente son casi estacionarios (es decir, constantes con el tiempo). "Casi" aquí significa que podemos ignorar todos los términos de las ecuaciones de Maxwell que involucran variaciones de tiempo.
Esto también implica que cualquier elemento en el circuito tiene dimensiones físicas que son mucho menores que la longitud de onda de cualquier componente de señal en el circuito. Además, también implica que todo el circuito es mucho más pequeño que esa longitud de onda (porque descuidamos el retraso de propagación de las señales en el circuito debido a la finitud de la velocidad de la luz). En otras palabras, en CT básico suponemos que las señales viajan en los circuitos sin más demora que las introducidas por los elementos agrupados.
Este supuesto, junto con el hecho de que esas conexiones tienen una longitud cero (bueno, para decir las cosas con mayor precisión, tienen dimensiones mucho más pequeñas que los elementos agrupados que conectan), también implica que no hay un efecto parásito.
Todo esto es una simplificación realmente drástica.
Cuando comienzas a relajar tu definición de "ideal", por ejemplo, asumes que las conexiones se hacen con un conductor que tiene algunas dimensiones finitas y resistividad no cero, obtienes lo que otros ya han dicho en este hilo: parásitos.
En particular, cierta resistencia residual de la serie (debido a la resistividad del material que no es cero. Los conductores que tienen longitud también le dan cierta inductancia parásita, ya que forman bucles en su circuito y se acoplan magnéticamente. Su proximidad hace que se desarrollen. Capacitancia entre las diferentes partes del circuito.
Además, si comienza a tener en cuenta también el dieléctrico que separa los cables (por ejemplo, el sustrato de la placa de circuito FR4), esto afecta la capacitancia parásita e introduce cierta resistencia paralela (fuga).
Otro problema con los "cables ideales" que tienen dimensiones físicas distintas a cero es que la resistencia del conductor varía con la frecuencia (no, no estoy hablando de la impedancia equivalente o su parte real, solo la resistencia bruta del cable). ) debido al efecto de máscara y el efecto de proximidad (¡ouch!).
Toda la radiación emitida por la fuente de alimentación viajará paralelamente a los cables, luego se sumergirá en la resistencia, doblando su trayectoria para que golpee la superficie de la resistencia a 90 grados. Con los cables ideales, ninguno se absorbe, pero tampoco se escapa.
Para cables de cero ohmios y cualquier baja frecuencia, la energía eléctrica viaja así:
Unabateríade2placasconelectrolitoalaizquierda,alimentaunelementoresistivogrisaladerecha.Elcampovectorial,quemuestraladensidaddepotenciayladirección,essiempreperpendiculartantoalcampoe(quesemuestracomolíneasgrises)comoalcampob(nosemuestra).
LoscablesnofiltranningunaradiaciónamenosquetenganunalongituddecientosdemillasoquelafuentedealimentaciónseaRFenlugardeCC.
Elmodeloparalafugaderadiacióneselmodeloparaelespaciovacío:unaampliagamadecondensadoreseinductoreselegidosparaproducirlapropagacióndelaondadevelocidadc.Lamatrizestáconectadaenmuchospuntosasusdoscables.ConloselementosdematrizpfynH,nohabrámuchasfugashastaquellegueamásde1MHz,oconstruyaunamatrizdecientosdekilómetrosdelongitud.
Tengaencuentaqueelcampoeyelcampobdeestecircuitosimpleseparecenmásaldeabajo.Rellenetodoslosplanos,incluidaslasdistorsionescausadasporloscodos,labateríaylaresistencia.Luegodibujeenelcampodelvectorpoyntingperpendicularaesosplanos,demaneraquelosvectoresdeflujodeenergíaconectentodaslasunionesdondelaslíneasdeflujodeecruzanlab.Además,
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