comprensión no técnica del comportamiento del flujo actual

No estoy considerando los efectos del capacitor porque el OP necesita entender primero las relaciones de voltaje y corriente CC básicas y el capacitor es demasiado complejo para cubrirlo a este nivel.

El uso de la presión del agua y la analogía del flujo considera esto: -

Alaizquierdatenemosunabombaquegenerapresiónyhellamadoalapresiónquegenera"100%". He añadido dos limitadores de fluidos para formar un "circuito". El flujo de fluido regresa a la bomba y he llamado a ese nodo de retorno "presión cero". Puede haber algo de presión en el camino de retorno en relación con la presión atmosférica, pero eso no tiene importancia, después de todo no nos importa qué voltaje es la luna cuando decimos que la tierra es de cero voltios.

Es importante tener en cuenta que el nodo entre los dos limitadores es un 50% de presión. Piensa en esto porque es importante.

También piensa en el flujo de fluido.

Simplemente podría equiparar el flujo a \ $ \ dfrac {presión} {resistencia} \ $

Ahora imagine que me doblé con los limitadores e hice este circuito: -

Observe la flecha doble azul y los signos de interrogación: pregúntese qué flujo existiría entre esos dos puntos si se conectara una manguera.

Vea otras preguntas sobre los conceptos básicos, por ejemplo, ¿El voltaje es la velocidad de los electrones?

Para comprender la corriente, es mucho más fácil olvidar los electrones y mantener el modelo convencional. La otra cosa importante que hay que entender acerca de la corriente es que no es exactamente como el agua: no entra en el circuito y luego "decide" a dónde ir. La corriente es más como una cadena de bicicletas: tiene que haber un bucle completo para que se mueva.

Entonces, ¿cómo sabe si hay un bucle completo o no? Aquí es donde el voltaje es importante. El voltaje representa un nivel de energía en el campo eléctrico entre dos puntos. El campo dentro de un conductor "quiere" aplanarse, por lo que el nivel es el mismo en todas partes. Entonces, si conecta un conductor a un terminal de batería en un extremo, el otro extremo adquirirá el mismo potencial.

¿Qué sucede cuando dos campos de diferente potencial se encuentran? Eso es cuando una corriente comienza a fluir, ya que los campos intentan igualar el potencial. Obtiene una onda eléctrica que se propaga desde donde se cerró el interruptor para completar el circuito.

Las ondas viajan a una fracción alta de la velocidad de la luz. Esto no es relevante para pequeños circuitos con baterías y bombillas, pero es muy importante cuando intentas utilizar el cambio para enviar información digital.

(Esta discusión no tiene en cuenta los superconductores ni los semiconductores. Tampoco aborda el condensador, pero lo que hace un condensador es almacenar energía a través de los cambios en la intensidad del campo eléctrico. no almacena la corriente ; se puede decir que almacena voltaje, pero lo que es importante es la energía asociada con ese voltaje).

Echemos un vistazo, primero ignoramos el condensador para su pregunta actual.

Las resistencias (lámparas) todas tienen el mismo valor. Asumimos que tenemos cables ideales, o al menos idénticos (digamos que los cables tienen 0 ohmios). La corriente se divide exactamente 50/50 porque tenemos la misma resistencia en cada camino. Debido a que tenemos la misma resistencia en todas partes, tenemos el mismo potencial en cada lámpara (excepto lamp5).

Ahora a lamp5. En teoría no hay corriente en este camino. Esto se debe a que tenemos el mismo potencial en el nodo izquierdo y derecho y cuando no hay diferencia en el potencial, no hay caída de voltaje (Imagínese dos fuerzas con la misma potencia presionando una contra otra, nadie se mueve). Cuando no hay caída de voltaje, no hay corriente (U = R * I, U = 0, por lo que también soy 0).

En un circuito ideal, LAMP5 verá cero voltaje (y, en consecuencia, cero corriente) para siempre. Tenga en cuenta que las partes de la vida real no son ideales. Además, la mayoría de las fuentes de luz tienen su resistencia dependiente de su temperatura interna (por lo tanto, el poder) o desafían la ley de Ohm por completo. Para las lámparas incandescentes, por ejemplo, la dependencia de resistencia / temperatura da como resultado una fuerte retroalimentación positiva en los circuitos en serie. Las lámparas de descarga de gas son aún peores debido a su imprevisibilidad. Conclusión: en la vida real no se puede estar seguro de que LAMP5 siempre estará oscuro.

Comprobación rápida:

Alguien con experiencia puede mirar este circuito y asumir que la alimentación está apagada al principio. (De lo contrario, la respuesta es simple, todas las lámparas están apagadas). Luego, cuando se aplica energía, la corriente fluirá a través de todas las bombillas, excepto 5. Esto se debe a que coloca 5 en un punto de equilibrio. Para que la corriente fluya a través de una carga, el voltaje debe ser diferente en cada extremo. Pero su diseño es simétrico, por lo que no hay una diferencia de voltaje. Continuando, a medida que pasa el tiempo, el condensador se cargará y la corriente se detendrá. Todas las luces se apagarán.

Camino más largo:

Puede personalizar este circuito utilizando el Thevenin equivalente o el Equivalente de Norton . Uno solo dice que la taza está medio vacía y la otra mitad llena. La misma cosa. Ahora, lo difícil es que has incluido un condensador. ¡Entonces (gran salto) necesitas usar ecuaciones diferenciales! Este taller de MIT (capacitor / resistor) en realidad debería abordar la mayoría, si no todas sus preguntas. preguntado arriba.

Una palabra acerca de los condensadores:

Consideremos un capacitor ideal. Dicho dispositivo está hecho de 2 hojas de metal separadas por un aislante delgado. Si usted "empuja" los electrones en una lámina metálica (la carga es negativa), influye en la otra lámina metálica para expulsar los electrones (carga positiva). Es muy fácil de cargar en un condensador vacío. Así que el condensador parece un corto. A medida que pasa el tiempo, el condensador se satura (se llena). Ahora es prácticamente Imposible añadir más carga. El condensador ahora parece un abierto. Si retira este capacitor ideal, retendría esta carga. Podrías usarlo más tarde como una fuente de energía si quieres. Sin embargo, en el mundo real, solo podemos acercarnos a lo que es un capacitor ideal. Entonces, eventualmente, la carga se perderá.