En un circuito eléctrico, ¿por qué la carga se mueve después de que pasa a través de la última resistencia, cuando el voltaje es cero?

Entonces tu punto tiene perfecto sentido, en un mundo ideal. En un esquema, un solo nodo tiene el mismo voltaje en todas partes.

En el mundo real, los componentes no son ideales, y eso se extiende incluso a los cables que forman los nodos en el circuito físico. Tienen una resistencia, pero suele ser despreciablemente pequeña. Así que, de hecho, hay un voltaje que todavía causa que las cargas se muevan en los cables después de que las cargas hayan pasado por todos los componentes.

En la mayoría de los casos, no encontrará una diferencia significativa en el voltaje en los dos extremos de un cable a menos que haya mucha corriente moviéndose a través de ese cable, o el cable sea lo suficientemente largo. Por ejemplo, el cable de cobre de calibre 16 tiene una resistencia de aproximadamente 4 \ $ \ Omega \ $ de resistencia por 1000 pies (fuente: google 'resistencia del cable de cobre'). ¡Con eso, se necesitarían aproximadamente 250 amperios para notar una caída de 1 voltio en un solo pie de cable!

Avíseme si algo no está claro o si no contesté su pregunta. Se sentía un poco como si estuviera divagando allí.

Una diferencia de potencial establece una fuerza eléctrica que hace que los electrones de conducción se muevan. Una batería es una pieza de química complicada, con aniones y cationes, y no quiero ahondar en los detalles allí. Muchas mejores fuentes para eso, que yo.

Pero el problema fundamental con tu imaginación se ilustra donde escribes, "¡el voltaje es 0!" Hasta ese momento, estaba hablando acerca de las diferencias potenciales (apropiado). De repente, allí mismo omite las pistas y luego confunde (confunde) la idea de un voltaje en un solo punto con la idea de las diferencias potenciales. Estos ni siquiera están cerca de lo mismo.

Un voltaje en exactamente un nodo es completamente arbitrario. Podría mirar su circuito y argumentar correctamente que el nodo que identificó como 0 V está realmente en 1,000,000 V. El número es completamente arbitrario. Puedes hacerlo. Yo también. Y ambos tenemos razón, en lo que respecta a la idea. Tales valores dependen solo de su elección de referencia. Y a ti ya mí se nos permite hacer elecciones diferentes, allí. (Por supuesto, una vez que haya elegido un punto de referencia y le haya asignado un valor arbitrario, no puede volver a hacerlo. Solo tiene que elegir un punto de referencia y asignarle un valor, solo una vez).

La única pregunta aquí es si existe o no una intensidad de campo eléctrico que no sea cero (que es un vector), \ $ \ vec {\ varepsilon} = \ left (\ frac {\ textrm {d} V} { \ textrm {d} x}, \ frac {\ textrm {d} V} {\ textrm {d} y}, \ frac {\ textrm {d} V} {\ textrm {d} z} \ right) \ $ , que proporciona una fuerza motriz.

La batería en sí también tiene una dirección de intensidad de campo dentro de ella. Por lo tanto, el punto que llamó "0" tiene un potencial diferente para un lado y para el otro, por lo que todavía hay una dirección de intensidad de campo en ese punto, también. En todas partes del circuito, de hecho, tiene un gradiente de campo eléctrico. Así que los electrones continúan siendo propulsados por la fuerza que actúa sobre ellos a lo largo del circuito.

Mira este problema desde una perspectiva diferente porque lo que tienes aquí es similar a la paradoja de una flecha de Zeno. Efectivamente ha detenido el tiempo y examinado una posición estática sin tener en cuenta la situación dinámica.

No tiene un solo electrón estacionario, siempre tiene miles de millones de electrones en movimiento. (ya sea como una corriente de deriva o como movimiento Fermi aleatorio - vea enlace ) Incluso su único electrón está siempre en movimiento.

Supongamos que asumamos nuestro electrón tiene el mismo potencial que el terminal 0V de la batería y no tiene inclinación para moverse (ignorando totalmente el hecho de que el electrón tendría impulso ). Si hay una corriente de deriva (el movimiento real de los electrones), muy pronto un segundo electrón se encontrará en la misma posición cerca del primero, luego un tercero, luego un cuarto, etc.

Esta acumulación de electrones (mayor densidad de electrones) constituye un potencial más negativo que el de 0V, por lo que se crea un campo eléctrico que barrería los electrones hacia el electrodo de 0V.

No ignoremos el impulso : el electrón ha sido sometido a un campo eléctrico (de + V a 0V cuando completa el circuito): ha sido a la deriva en el dirección del terminal 0V a una velocidad de aproximadamente 2,3 x 10 ^ -5 m / s. Seguirá haciéndolo porque no hay nada que lo detenga.

La deriva de electrones no es lo mismo que la corriente eléctrica. Consulte enlace

¿Esto tiene sentido en el mundo real? - La ley de Kirchoff establece que la carga no puede acumularse en un nodo; la corriente de entrada debe ser igual a la corriente de salida. En otras palabras, lo que va en debe salir.

Un punto final: la carga de un electrón es una constante Universal (-1.6 (0217662) x 10 ^ -19 Coulombs), siempre tiene el mismo valor. La carga no se puede crear ni destruir, siempre se conserva.