Esta es una pregunta teórica extraña, y ni siquiera voy a empezar a tratar de explicar qué pensamiento me ha llevado a preguntarle a los EE ...
Cuando la electricidad viaja a través de un conductor, usemos el ejemplo obvio de un cable, ¿la corriente satura por igual la totalidad de la sección transversal del conductor? ¿Haría una diferencia si fuera AC o DC?
... ¿la corriente satura por igual la totalidad de la sección transversal del conductor?
En general, sí, pero para AC ocurren cosas divertidas en grandes conductores y en altas frecuencias.
¿Haría una diferencia si fuera AC o DC?
Sí. Vea abajo.
AC
Directamente de la boca de Wikipedia:
Efecto de piel es la tendencia de una corriente eléctrica alterna (CA) a distribuirse dentro de un conductor, de modo que la densidad de corriente sea mayor cerca de la superficie del conductor y disminuya con mayores profundidades en el conductor. La corriente eléctrica fluye principalmente en la "piel" del conductor, entre la superficie exterior y un nivel llamado profundidad de la piel. El efecto de la piel hace que la resistencia efectiva del conductor aumente a frecuencias más altas donde la profundidad de la piel es menor, reduciendo así la sección transversal efectiva del conductor. El efecto de la piel se debe a las corrientes de Foucault opuestas inducidas por el cambio del campo magnético resultante de la corriente alterna. A 60 Hz en cobre, la profundidad de la piel es de aproximadamente 8,5 mm. A altas frecuencias, la profundidad de la piel se vuelve mucho más pequeña. El aumento de la resistencia de CA debido al efecto de la piel se puede mitigar utilizando un cable litz especialmente tejido. Debido a que el interior de un conductor grande lleva muy poco de la corriente, se pueden usar conductores tubulares como tuberías para ahorrar peso y costo.
DC
La situación de DC es mucho más simple pero puede verse afectada por la geometría. Por ejemplo, tome un conductor grande, plano y ancho en forma de L, es decir, corte de una hoja. La corriente tomará el camino de menor resistencia alrededor de la esquina al igual que la línea de carreras en una esquina de la pista de carreras. Podría esperar que el interior de esta esquina se caliente más que el resto del conductor.
Velocidad del electrón frente a la velocidad de la electricidad
No has preguntado pero ...
Eche un vistazo al artículo de Wikipedia sobre velocidad de deriva . Muestra los cálculos para una corriente I = 3 amperios y un cable de 1 mm de diámetro y da como resultado que en este cable los electrones fluyen a una velocidad de −0.0000028 m / s . ¡A este ritmo, tomaría 99 horas para que un electrón viaje 1 m por ese cable! Si duplicamos la corriente, el tiempo empleado se reduce a la mitad.
A medida que los electrones se mueven a través del material resistivo, interactúan con los átomos en ese material y eso es lo que limita la corriente.
Con referencia a la Velocidad de la electricidad de Wikipedia :
La velocidad a la que la energía o las señales viajan por un cable es en realidad la velocidad de la onda electromagnética, no el movimiento de los electrones. La propagación de ondas electromagnéticas es rápida y depende de la constante dieléctrica del material. En el vacío, la onda viaja a la velocidad de la luz y casi tan rápido en el aire.
La velocidad de la corriente eléctrica estará entre el 50% y el 99% de c , la velocidad de la luz (\ $ 3 \ cdot 10 ^ 8 ~ m / s \ $). Consulte el factor de velocidad de Wikipedia para obtener más información.
Las corrientes de CC generalmente fluyen a través de toda la sección transversal del cable.
Las corrientes de CA se ven afectadas por el efecto de piel , que restringe la corriente al perímetro exterior del cable. La CA de mayor frecuencia da como resultado la corriente restringida a una "capa" más delgada alrededor del cable, lo que da como resultado una mayor resistencia efectiva del cable.
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