¿Cómo se crea exactamente el voltaje en un circuito? [duplicar]

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Acabo de comenzar a estudiar la electricidad y el concepto de voltaje, y este concepto particular de voltaje es muy confuso. He buscado respuestas para esta pregunta en todas partes y todas las respuestas se quedan cortas al decir que el voltaje es creado por los productos químicos en una batería y nada más. No necesitas profundizar en explicar la química, pero solo necesito una idea de cómo se crea el potencial eléctrico en la masa y cómo "obliga" a los electrones a moverse en el circuito. Al igual que cómo se cargan las cargas en primer lugar. Si la batería no proporciona los electrones en primer lugar, entonces, ¿cómo se crea la diferencia de potencial en la batería, lo que obligaría a los electrones a fluir? Si alguien puede aclarar esto, realmente lo aprecio.

    
pregunta TLo

3 respuestas

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Deberías comenzar desde un curso de física. Aprenda qué es la carga, qué es el campo eléctrico, qué es el potencial eléctrico.

Las partículas con carga negativa se atraen a las partículas con carga positiva. Entonces, si los tiene por separado, fluirán uno a otro y liberarán algo de energía en el camino.

Los circuitos son solo ingeniería de la física. Las reacciones químicas en la batería separan los átomos en iones (carga positiva) y electrones (carga negativa), mientras que los cables les permiten fluir.

    
respondido por el Gregory Kornblum
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La física no le dará una respuesta de 'por qué', pero puede dar un 'cómo' o 'algo así', si está feliz de pensar en términos de cosas de nivel inferior que no pueden se explicarán ellos mismos.

Tomando su caso específico de una batería química. Una batería es dos diferentes materiales conductores (electrodos), separados por un fluido iónico (electrolito). Por ejemplo, una uña chapada en zinc y una moneda de cobre colocada en un limón hacen una batería . Esta batería funciona exactamente por los mismos principios que cualquier otro.

Los electrodos tenderán a disolverse en el electrolito en diferentes grados. La solución implica el movimiento de algunos de los electrones en los átomos para hacer iones. Algunos átomos se aferran a sus electrones externos, otros menos. Esta diferencia crea una diferencia en la energía que se libera o absorbe cuando los átomos entran o salen de la solución, y también una diferencia en la cantidad de electrones en exceso (carga) que aparece en cada electrodo a medida que alcanza el equilibrio con el electrolito. .

Puede pensar que las diferentes cargas en los electrodos causan una 'presión' diferente del exceso de electrones. De hecho, algunos idiomas usan la palabra "presión" para el voltaje. Si los electrodos están conectados por un cable, esta diferencia de voltaje hace que los electrones fluyan a lo largo del cable.

Más estrictamente, el voltaje es una medida de cuánta energía está involucrada cuando la carga se mueve. Puede ver que esta energía está íntimamente relacionada con la diferencia en la energía de la solución de los diferentes materiales de los electrodos.

Una batería de limón funciona, pero no funciona bien. La mayor parte de la tecnología de baterías consiste en encontrar electrodos con una gran diferencia de energía, que son baratos de fabricar y prácticos de construir en una batería, por lo tanto, plomo, níquel, litio y electrloytes que funcionan bien con ellos.

    
respondido por el Neil_UK
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Los voltajes en un circuito están (generalmente) allí porque el circuito necesita alimentación para que funcione.

Tal vez su pregunta es más como: muchos circuitos generan sus propios voltajes internos. Especialmente muchas fuentes de alimentación generan, por ejemplo, 5 V. ¿Cómo "saben" qué es 5 V?

Aunque como se explica en las otras respuestas, ciertas reacciones químicas como las que se usan en las baterías producen un cierto voltaje. Pero como las baterías se gastan y pueden contener sustancias químicas desagradables, esta no es una forma muy práctica de generar un voltaje específico. También ese voltaje cambia mucho con la temperatura, la vida útil y el nivel de carga de la batería.

Entonces, en lugar de eso, la mayoría de los circuitos utilizan un circuito especial como referencia, ese circuito se llama circuito de referencia de intervalo de banda . Utiliza las propiedades físicas de los diodos y / o transistores para generar un voltaje (bastante) constante. Dicho circuito se usa en casi todos los circuitos reguladores de voltaje y otros circuitos donde se necesita un voltaje de referencia.

Usando circuitos divisores de voltaje (que consisten en solo un par de resistencias) y amplificadores, el voltaje de referencia de intervalo de banda puede reducirse o amplificarse a prácticamente cualquier valor necesario.

    
respondido por el Bimpelrekkie