¿Cómo pasa la electricidad a través de una superficie (o más generalmente, material conductor con geometrías complejas)?

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Estaba leyendo este artículo sobre cómo funciona el mecanismo de ruptura de un Sawstop. Para quienes no lo saben, Sawstop es una sierra de mesa equipada con al menos un sensor de conductividad que detecta cambios en la corriente que pasa a través de la cuchilla cuando entra en contacto con algo que no sea madera (por ejemplo, los dedos del operador de la sierra de mesa).

  1. Esto me hizo pensar en cómo fluye la electricidad a través de una placa circular. Si conectamos los cables a la placa (vea el diagrama adjunto) y asumiendo que los cables forman un circuito cerrado conductor, ¿cambiaría la corriente si cambiamos la ubicación de los 2 cables conectados a esa placa? Supongo que no, ya que la regla de unión de Kirchoff establece que la misma corriente extraída a través de un cable debe salir por el otro. Solo podemos tratar la placa como una resistencia.

  2. Si una persona toca la placa y suponiendo que no forma otra trayectoria de circuito cerrado, ¿cambiaría la corriente que fluye a través del cable? Supongo que no, ya que en principio solo sería un conductor / resistencia flotante.

    
pregunta Minh Tran

1 respuesta

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Parte 1.

La corriente se distribuirá a través del disco de manera proporcional a la resistencia de cada una de las rutas infinitas que puede tomar. Esencialmente el disco es un montón de resistencias en paralelo. Para calcular el efecto, tendría que sumar las corrientes a través de cada ruta posible integrando la corriente sobre la estructura 3D.

En cuanto a si algo cambia al mover las conexiones, sí lo hará. Si considera que ambos cables están colocados en el círculo, todas las rutas actuales deben recorrer al menos la distancia entre esas conexiones a través de la estructura. Si ambos se colocan en el centro del círculo, la ruta actual más corta será solo el grosor del disco. A la inversa, si coloca uno en cada extremo de una línea de diámetro, todos los recorridos actuales pasarán a través de al menos una longitud de diámetro del material.

Claramente, si cambia la longitud de la ruta actual a través de cualquier material, la resistencia de esa ruta cambiará. Cuanto más largo es el camino, mayor es la resistencia. Si la resistencia total en un circuito aumenta sin cambiar el voltaje suministrado, esto disminuirá la corriente.

Parte 2.

Si una persona toca el disco y no se forma un bucle cerrado, entonces no, no cambiará nada. Sin embargo, esto no es físicamente posible.

En la práctica, el dedo tendrá cierta conductividad y estará en contacto con algo más que un punto infinitamente pequeño. Como resultado de la distribución del punto de contacto en un área del disco, es equivalente a agregar una ruta de resistencia adicional al circuito que provocará un pequeño cambio de corriente al reducir la resistencia del disco.

Además, si hay algún componente de CA en la señal, el dedo actuará como una capacitancia adicional que tendrá un efecto en la impedancia del disco.

    
respondido por el Tom Carpenter

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