Explicación de voltios y amperios

El voltaje de un sistema es una medida del potencial eléctrico del sistema. Lo que esto significa es que el voltaje en un punto es una medida de la cantidad de energía potencial que tendría una carga infinitamente pequeña (una pequeña referencia a la magnitud de la carga, no el tamaño) tendría que llevar a ese punto. El voltaje siempre es una medida relativa, lo que significa que no tiene sentido identificar la cantidad de voltaje que tiene sin describir también un voltaje de referencia. (En los circuitos electrónicos, este voltaje de referencia suele ser su tierra). La unidad SI para medir este atributo es voltios.

La corriente es un fenómeno que describe el flujo de carga, y la cantidad de corriente representa el flujo de carga. La unidad SI para este caudal se da en amperios.

Actual es la carga que pasa un punto particular por tiempo. La unidad común de Ampere es un Coulomb de carga que pasa por segundo.

EMF (fuerza electromotriz) es el impulso que hace que las cargas fluyan. Se puede pensar en una presión que empuja las cargas y causa corriente en la medida en que las cargas pueden moverse. Una unidad de medida común es el voltio. Un voltio puede empujar un amperio de corriente a través de una resistencia de un ohmio.

La corriente es fácil: es solo la tasa de cambio de carga, es decir, cuántos electrones pasan por segundo.

  

¿Qué es el voltaje?

Puedo usar una analogía mecánica para mostrar qué es y cómo, en el mundo mecánico newtoniano, no es muy significativo: -

Primero relaciona las cantidades de energía (W), masa (m), velocidad (v) y momento (p)

\ $ W = \ dfrac {mv ^ 2} {2} \ $ y \ $ p = mv \ $

Por lo tanto: -

\ $ W = \ dfrac {mp ^ 2} {2m ^ 2} = \ dfrac {p ^ 2} {2m} \ $

Ahora, si tomamos la tasa de cambio de trabajo con respecto al impulso, obtenemos: -

\ $ \ dfrac {dW} {dp} = \ dfrac {2p} {2m} = \ dfrac {p} {m} \ $

Luego, sustituyendo p = mv obtenemos \ $ \ dfrac {dW} {dp} = v \ $

Entonces, en la física / mecánica newtoniana, la velocidad es la tasa de cambio de trabajo con respecto al impulso. Eh?

Puedes hacer lo mismo con las eléctricas donde: -

Trabajo = energía = \ $ \ dfrac {Cv ^ 2} {2} \ $ y

Momentum \ $ \ equiv \ $ charge = \ $ Cv \ $.

¿Esto te lleva más lejos para comprender qué es el voltaje? ¿Te lleva más lejos a comprender cuál es la tasa de cambio de trabajo con respecto al impulso en un mundo mecánico?

Lo único que surge inmediatamente es que la carga es equivalente al impulso. Buena suerte.

¿Cómo se vería el voltaje si pudiéramos verlo? El proyecto de código abierto MIT publicó algunas animaciones de video de la física detrás del voltaje:

Las cargas positivas y negativas se separan , creando un patrón de voltaje en el espacio.

Las cargas pos y neg vuelven a caer juntas , donde el voltaje disminuye a cero.

(También mucho más )

En esos dos videos, simule que los dos puntos son dos cables vistos en el extremo. En ese caso, los dos videos revelarían lo que sucede cada vez que conectamos dos cables paralelos a una fuente de alimentación variable, y luego aumentamos el voltaje comenzando en cero. Cuando se establece un voltaje significativo, los cables tienen un campo intenso entre ellos y pueden empujar fuertemente las cargas encontradas dentro de cualquier resistencia.

El voltaje es el "dual" del magnetismo: los campos de voltaje aparecen entre los cables conectados a una fuente de alimentación. Tenga en cuenta el campo de voltaje hacia abajo entre las placas de los condensadores, en comparación con los campos de magnetismo en los núcleos de los inductores.

Esto podría ayudar. Digamos que tenía un depósito de cargas en un lado de una resistencia (con una resistencia realmente alta) y tierra en el otro lado que tenía muy pocas cargas.

La diferencia de voltaje entre ellos sería presionar con fuerza los electrones para intentar empujarlos en el suelo, que tenía pocas cargas. Sin embargo, la resistencia es difícil de mover los electrones, ya que tiene una estructura atómica muy apretada; tan difícil que impide que la diferencia de voltaje empuje muchas cargas a la vez.

Por lo tanto, la corriente (un tipo de carga por segundo) a través de la resistencia sería baja a pesar de que la diferencia de voltaje entre el depósito y la tierra es grande.

Otra cosa interesante para que usted lo examine, si se supone que un circuito es un circuito cerrado, ¿por qué la red de energía eléctrica puede ir desde los generadores hasta la tierra? ¿Dónde está el bucle? ^^ (Si quiere que se arruine la razón, puedo editar esta respuesta) ^^