Movimiento de la electricidad en un circuito simple: algunas preguntas simples y un diagrama

Considere que la electricidad tiene dos componentes coexistentes (esto no es estrictamente correcto pero es bueno para los principiantes). El primer componente es "voltaje". El voltaje es un campo eléctrico que se propaga a una fracción significativa de la velocidad de la luz a través de un conductor (creo que aproximadamente 200 millones de metros por segundo). Cuando conectas por primera vez el cable rojo al + en la batería, el campo se propaga muy rápidamente por todo el cable rojo, e incluso por el cable azul.

El segundo componente es "actual". La corriente es el movimiento real de los electrones, y la corriente es "causada" por el voltaje que "empuja" a los electrones. En comparación con el campo eléctrico que es el voltaje, la corriente se mueve a un ritmo glacial de 1 metro por hora . Uno de los requisitos para la corriente es que la tensión puede viajar en un bucle cerrado de un lado a otro de la fuente de tensión.

Por eso

1. Sí, esto es cierto. No hay electrones de la batería en el movimiento correcto porque no hay un circuito cerrado para que regresen a la batería. El campo de voltaje se propaga a la batería de la derecha, pero no puede hacer que los electrones se muevan sin un circuito cerrado.

2. Los electrones toman el camino de menor resistencia, pero para el cable azul, la resistencia del camino es infinita , porque no es un circuito cerrado, por lo tanto no fluye corriente.

3. No hay atasco de tráfico porque no circula corriente por el cable correcto. Sin embargo, si está utilizando el voltaje de la señal para transferir información, es posible que vea una distorsión causada por el campo que se propaga por el cable azul y luego choca contra la resistencia infinita. (esta es la razón por la que The Photon inició con el comentario sobre "análisis de estado estable")

Esta pregunta es sobre el análisis de CC en estado estable, y mi respuesta se aplica a la condición de estado estable.

  

¿Es esto incluso cierto? ¿Por qué algunos de los electrones de la batería de la derecha todavía no intentarán fluir a la batería de la izquierda? (este tipo de se relaciona con la pregunta 3).

La batería de la derecha no forma parte de un circuito completo. Por lo tanto, ninguna corriente fluirá a través de él. Para formar un circuito completo, debe haber una ruta para que la corriente fluya desde el terminal + de regreso al terminal -.

  

Supongamos también que el cable que se extiende desde el terminal negativo (el ánodo) de la batería de la izquierda es mucho más largo que la longitud del cable que se extiende desde el ánodo de la batería de la derecha, en tal caso, la electricidad sería ¿Se transfirió del ánodo de la batería a la derecha al terminal positivo (cátodo) de la batería a la izquierda? En otras palabras, ¿los electrones toman el camino de menor resistencia?

La batería de la derecha aún no forma parte de un circuito completo, por lo que no fluye corriente a través de él.

  

Perdona la analogía que sigue; ¿Se crearía una especie de atasco de tráfico donde se conecten el cable azul y el rojo? Quiero decir que una vez que el electrón de una batería comenzó a fluir hacia el cátodo, ¿impedirían que otros electrones se unieran al flujo?

Sin un circuito completo a través de la batería de la derecha, no importa.

Incluso si ambas baterías estuvieran conectadas en paralelo, la conexión de dos cables no causaría un atasco de tráfico e impediría el flujo de corriente.

Sin embargo, la bombilla actúa como una resistencia. Como tal, si aplica un voltaje dado (12 V, por ejemplo), solo tomará corriente de acuerdo con su resistencia. Si el voltaje es aplicado por dos baterías en paralelo, parte de esa corriente provendrá de una batería y parte de otra, de modo que se cumpla la ley de Ohm para la resistencia (bombilla). De esta manera, podría considerar que la bombilla está causando una especie de embotellamiento, ya que resiste el flujo de corriente.

Este tipo de pregunta es difícil de responder porque está incluyendo demasiados mitos en su pregunta que deben eliminarse antes de poder comprender una respuesta real. En otras palabras, necesita una introducción básica a la electricidad, que es demasiado material para enseñar en una respuesta en este sitio de preguntas y respuestas. Por lo tanto, solo mencionaré algunas cosas:

1. Sí, el libro es correcto. La corriente debe fluir en un bucle. La batería de la derecha no es parte de ningún bucle.

2. Hablar de la "electricidad" que fluye no tiene sentido y continuará confundido hasta que resuelva el problema conceptual básico detrás de este uso incorrecto de los términos. Hay EMF (generalmente medido en voltios y, a menudo, referido como "voltaje") y hay "corriente". No hay tal cantidad física como "electricidad".

Ir a aprender voltaje y corriente . Hasta entonces, tratar de hablar contigo será demasiado engorroso y probablemente no funcione de todos modos.