¿Cómo es que dos corrientes eléctricas pueden viajar en direcciones opuestas en el mismo cable, al mismo tiempo, sin interferirse entre sí?

La explicación física es que las guías de ondas (incluido el espacio libre) tienen modos ortogonales para las dos direcciones de propagación. Esto significa que las dos señales que viajan en direcciones opuestas no interferirán. (Esto no es una aproximación, no habrá interferencia).

El dispositivo que separa la señal "transmitida" y la "recibida" es un circulador . También existe en el dominio óptico y se puede utilizar para implementar comunicación dúplex sobre una sola fibra óptica. En el dominio de RF, se puede usar para implementar la separación de señales de transmisión y recepción en una sola antena (al mismo tiempo y en la misma frecuencia, por supuesto). Prácticamente se suele utilizar diferentes frecuencias para transmitir y recibir, principalmente por razones técnicas. El circulador no tiene un aislamiento perfecto y la separación no funciona tan bien para señales recibidas muy débiles. Pero si uno tuviera un dispositivo de circulación perfecto, el arreglo funcionaría.

En el antiguo sistema de telefonía analógica solo había un par de cables, pero era posible hablar y escuchar al mismo tiempo.

TL/DR: una explicación muy elemental es que uno tiene voltaje y corriente en un cable y eso puede usarse para transportar información separada en dos direcciones. Considera lo siguiente:

En un lado del cable hay una fuente de voltaje controlable y la información a transmitir es el voltaje instantáneo. En el otro lado del cable hay una fuente de corriente controlable (o mejor "sumidero"). La información a ser transmitida aquí es la corriente instantánea. Claramente, la estación 1 (la que tiene la fuente de voltaje) puede leer la señal de la fuente 2 simplemente midiendo la corriente a través del cable. La estación 2 también puede recibir la señal de la estación 1 midiendo el voltaje en los terminales de su fuente de corriente. Esto demuestra que puede transmitir información en dos direcciones simultáneamente a través de un solo par de cables. Y si tiene dudas, puede que no sea posible conectar una fuente/sumidero de corriente a una fuente de tensión. Esto es perfectamente posible,

EDITAR: También hay una explicación elemental para las ondas: una onda de espacio libre tiene un campo eléctrico y magnético oscilante (E y H). Están orientados con un ángulo de 90° en el espacio y tienen un cambio de fase temporal de 90°. Es +90° para la dirección de propagación hacia adelante y -90° para la inversa (puede ser viceversa según la elección del sistema de coordenadas o el signo de la fase). Además, la relación entre la amplitud del campo magnético y eléctrico se fija a la impedancia de onda del medio (que es de 377 ohmios para el vacío). Si ahora tenemos una onda que se propaga hacia adelante y hacia atrás, tendremos la superposición de los campos eléctricos y magnéticos en todas partes del espacio y el tiempo. Sin embargo, es posible una separación ideal de ambas ondas. En pocas palabras: los campos eléctricos se sumarán mientras que los campos magnéticos se restarán (debido al cambio de fase total de 180°). Dado que las amplitudes del campo E y H de cada componente tienen una relación fija, podemos sustituir el campo H por E (o viceversa) y resolver las dos amplitudes del campo E de las ondas que se propagan hacia adelante y hacia atrás. Eso demuestra que es posible una separación ideal de las dos direcciones de propagación.

Y la explicación física muy abstracta detrás de esto es, como escribí anteriormente, que los modos correspondientes a las dos direcciones de propagación son siempre ortogonales y las señales no interfieren.

en el sentido de que dos señales telegráficas (es decir, dos corrientes eléctricas) pueden viajar en direcciones opuestas en el mismo cable, al mismo tiempo, sin interferir entre sí

Este es el punto. Un cable de telégrafo no es solo un cable que transporta una corriente continua. Transporta una señal , que en esencia es una onda de voltaje o corriente . La corriente oscila alrededor de un valor de$0~V$(o$0~A$).

Si dos ondas de corriente viajan en dirección opuesta, las ondas no tienen problemas para cruzarse, al igual que dos ondas de sonido pueden viajar en direcciones opuestas en el mismo medio.

(Aquí, el azul viaja hacia la izquierda, el verde hacia la derecha y la onda roja es la superposición resultante de ellos. La onda roja es la distribución de corriente/voltaje que se mide en el cable a lo largo del tiempo).

En cambio, el valor que medirías en cualquier punto corresponde a la suma lineal de las amplitudes de ambas ondas , eso es lo que se llama el Principio de Superposición . Las ondas obedecen a este principio si sus ecuaciones subyacentes son lineales, es decir, la ecuación de onda no contiene potencias superiores ($x^2$,$x^3$, etc) de la variable que está "agitando". ese seria el voltaje$U(x, t)$o el actual$I(x,t)$en el caso del telégrafo.

Específicamente, las ecuaciones que describen las ondas en una línea de transmisión incluso tienen un nombre: la ecuación del telégrafo .

$L, C, G$y$R$son propiedades de la línea de transmisión (inductancia, capacitancia, conductancia y resistencia) y determinan cómo se distorsiona, atenúa y ralentiza la forma de la señal mientras viaja por la línea. El resto describe cómo una excitación del voltaje y la corriente se propagan a través de esta línea de transmisión a lo largo de la posición$x$y a través del tiempo$t$.

Como puede ver, todas las cantidades de interés (voltaje$U$y actual$I$) aparecen sólo en la primera potencia . Eso tiene como consecuencia que si encuentras dos soluciones a la ecuación de onda, entonces también su suma será una solución a la misma ecuación (incluso cuando las multipliques por un factor). Así que si$U_1(x,t)$y$U_2(x,t)$son soluciones a la ecuación de onda, entonces también

Nota al margen sobre DC:

Tener dos corrientes fluyendo en direcciones opuestas cancelaría sus contribuciones y daría como resultado que no haya corriente. Alternativamente, puede convencerse de que una corriente continua (DC) no puede fluir en ambas direcciones a la vez, simplemente por la Ley de Ohm :

Digamos que tienes un cable con cierta resistencia.$R$. De acuerdo con la Ley de Ohm, necesitamos una diferencia de potencial de$U = \varphi_2 - \varphi_1$entre los extremos para causar una corriente$I = \frac{U}{R}$fluir. La corriente (compuesta por cargas positivas en movimiento) se mueve del potencial más positivo al potencial más negativo.

Ahora podemos voltear los potenciales:

Si igualamos ambos potenciales, no habrá diferencia y la corriente será cero.

La única forma de que salga corriente por ambos extremos es tener una fuente en el medio, lo cual no es realmente interesante.

Ahí está su problema: las señales del telégrafo no son corrientes eléctricas. (También podríamos decir que las señales del telégrafo son voltaje). ¿Cuál es la correcta? Ni.

Para resolver esto, renuncie a la electrónica y, en cambio, recurra a la física detrás de ella. En realidad, las señales del telégrafo (e incluso todas las señales eléctricas en todas partes) son en realidad energía eléctrica; Lo mismo que la luz y las ondas de radio. Las señales son cambios , y una corriente cambiante involucra voltaje, al igual que voltajes cambiantes que involucran corriente. Las señales son los vatios, no solo los amperios y no solo los voltios.

La señal de energía se comporta de manera diferente a las corrientes en los circuitos. Mientras que la energía atraviesa un circuito, los amperios o el flujo de carga no lo hacen. Las cargas simplemente giran a través del bucle como un todo, o tal vez se mueven ligeramente de un lado a otro, pero la corriente no vuela hacia adelante a la velocidad de la luz. Sin embargo, algo vuela a la velocidad de la luz. Lo medimos y discutimos en términos de vatios o "vataje". Los amplificadores no vuelan rápido, los amplificadores son diferentes, los amplificadores son los movimientos lentos del "medio"; ese mar de carga que se encuentra dentro de cada cable. Olas versus medio. Algo así como ondas de sonido versus viento. La corriente eléctrica es como el viento, mientras que las señales son como las ondas sonoras. (¡Y, por supuesto, las ondas de sonido son viento de ida y vuelta! El aire se mueve, mientras que las ondas se propagan hacia adelante).

¿Cómo pueden pasar dos señales independientes a través de un circuito eléctrico? Primero pregúntese cómo dos ondas de sonido independientes pueden pasar a través de la misma región del aire. Y en un estanque, arroje dos guijarros y pregúntese cómo se cruzan dos patrones ondulados de diana sin interactuar. ¿Por qué un rayo láser no bloquea a otro cada vez que se cruzan? Es algo que todas las ondas pueden hacer, si el medio es lineal. En un sistema lineal, las ondas pueden sumar y luego restar nuevamente, de modo que se cruzan entre sí sin interactuar. Funciona para la luz dentro de una fibra óptica. Funciona para el sonido dentro de un tubo de órgano. Funciona para cable coaxial con pulsos que van en direcciones opuestas, y funciona para señales telegráficas que se propagan a la velocidad de la luz a través de un solo par, un solo circuito.

La respuesta a su pregunta involucra el capítulo de ondas de su libro de física. La respuesta a su pregunta particular sobre circuitos abre todo un fascinante campo de la electrónica: reflejos en cables y ondas estacionarias en cables.

Por otro lado, dos corrientes continuas no pueden ocupar el mismo circuito, ya que pierden su identidad, combinándose para formar una suma-corriente. (No olvide que cada circuito es un inductor de una vuelta. De manera similar, ¡dos voltajes diferentes no pueden ocupar el mismo capacitor! En ambos casos se combinan y no se pueden volver a restar). Dos corrientes continuas pueden ocupar un solo cable , siempre que ese cable sea una sección común de dos circuitos separados. Pero hacen esto al sumarse para formar una tercera corriente dentro de esa sección común. (Por ejemplo, podrían restar a cero la corriente en esa sección, si fueran iguales y opuestos. Un electrón en realidad no puede fluir en dos direcciones simultáneamente).

Sin embargo, al mismo tiempo, dos ondas de energía (señales) completamente independientes pueden propagarse a través de un solo circuito. ¿CÓMO? Involucra tanto a E como a M, y eso contiene el secreto: para entenderlo, debemos observar ambos cables del par largo, y debemos incluir el voltaje además de la corriente. Su pregunta no puede responderse mientras nos concentremos solo en cables individuales y corrientes, mientras ignoramos los dos cables y el voltaje a través de ellos.

En un solo circuito, la corriente es un círculo cerrado, como un volante. No comienza en un lugar y fluye a otro (en cambio, simplemente va en el sentido de las agujas del reloj, CW, o quizás CCW, como una correa de transmisión). Una corriente en un circuito es como un volante giratorio, un bucle cerrado. Pero algo seguro va en un solo sentido, ¿verdad? Cada vez que una batería enciende una bombilla, algo debe ir de la batería a la bombilla y no volver a la batería. Ese algo no es actual. En cambio, es energía EM, donde el flujo de energía se mide en términos de vatios; de voltios por amperios. En un circuito de linterna, el vataje es un flujo unidireccional rápido desde la batería hasta la bombilla. Pero la corriente es muy lenta.flujo circular. Nuevamente, la "señal" que va de la batería a la bombilla está hecha de energía EM, no de amperios ni de electrones.

Así que aquí está el comienzo de su respuesta: en un solo circuito, ¿cómo podemos saber en qué dirección fluye la energía eléctrica ? Simple: mira el valor de la potencia. Específicamente: multiplique los voltios entre los cables por los amperios a través de ellos. Si el resultado es positivo, entonces la energía fluye en una dirección, y si es negativa, entonces fluye en la otra. Con una linterna, conecta tu voltímetro y amperímetro para que den potencia positiva cuando los multipliquemos. Luego, cuando quita la bombilla e instala un cargador de batería en su lugar, la corriente se invierte, por lo que tenemos energía que fluye hacia atrás, hacia la batería. (Esta idea es crítica con CA, donde si las ondas V e I están sincronizadas, la energía fluye continuamente hacia adelante, pero si V e I están a 180 grados, la energía fluye hacia atrás).

Entonces, en un cable largo, con un pulso eléctrico que tiene un vataje positivo, el pulso se desplaza hacia la izquierda, mientras que si el vataje es negativo, el pulso se dirige hacia la derecha. Si de repente conectamos y desconectamos la batería de la linterna, estamos lanzando una onda de energía a lo largo de los dos cables. Viaja a la velocidad de la luz y es absorbido por la bombilla de la linterna, que se enciende. Si dejamos la batería conectada continuamente, entonces todavía fluye una onda de energía hacia la bombilla, incluso si no hay ondas en absoluto. Ese es el primer concepto en la ingeniería básica de ondas: la propagación de la energía eléctrica a través de los circuitos... y la idea de que "DC" es en realidad solo "AC" a muy baja frecuencia.

Volviendo al principio: ¿cómo pueden dos pulsos de señal volar en direcciones opuestas a lo largo del mismo par de cables? (Tenga en cuenta que debe ser un par de cables con voltios incluidos. No un solo cable). Puede ocurrir si uno de los pulsos tiene vataje positivo y va hacia la izquierda, mientras que el otro pulso tiene vataje negativo y va hacia la derecha. Un pulso puede estar compuesto de voltios positivos y amperios positivos, mientras que el otro pulso está formado por voltios negativos y amperios positivos. Ambos pulsos son ondas EM.

PD

¡Ajá, veo otro acercamiento! (Ignórelo si lo desea, ya que esto es largo). Supongamos que tenemos dos circuitos separados, dos linternas, pero luego fusionamos una sección de cable corta de cada uno. Los dos circuitos tienen una pieza de cable en común. ¿Interactúan? No, porque dentro del cable común, las corrientes simplemente se suman y se restan nuevamente. Cada batería enciende su propia bombilla de forma independiente, porque cada bucle de circuito tiene su propia tensión de batería y su propia corriente de bucle separadas. ¡Sin embargo, en ese cable común, parece como si estuvieran fluyendo dos corrientes eléctricas diferentes! No lo son, en realidad no, porque una "corriente de circuito" es la corriente en un bucle completo, incluida una batería, una bombilla y todo el anillo cerrado de conductores. En ese cable combinado, las dos corrientes se suman en un extremo del cable y luego se restan nuevamente en el otro.

Esto nos muestra que la respuesta a su pregunta original no puede involucrar un solo cable. Solo se puede responder retrocediendo y teniendo una visión más amplia; incluyendo también el voltaje a través de dos cables.

Esto también muestra cómo funciona "lineal" frente a "no lineal". En el cable común, en un extremo las dos corrientes se han combinado sumando. Pero luego se restan perfectamente de nuevo en el otro extremo. Esto permite que los dos bucles permanezcan independientes. Pero, ¿y si esto no sucediera y, en cambio, las corrientes en el cable único no fueran una combinación de suma simple? Ajá, eso sería "NO LINEAL". En ese caso, no podríamos separarlos limpiamente una vez combinados. La "suma" en un extremo del cable no sería perfectamente igual a la "resta" en el otro extremo y, en ese caso, los dos circuitos separados comenzarían a interactuar. Una batería comenzaría a encender la otra bombilla ligeramente. Las señales de los dos circuitos realmente se mezclarían.

PPAPP

Este tipo de pregunta tiene una larga historia, y un libro popular al respecto es THE MAXWELLIANS, de BJ Hunt. El infame Oliver Heaviside descubrió que las señales del telégrafo eran en realidad ondas electromagnéticas, pero luego William Preece, director de la oficina de telegrafía del gobierno del Reino Unido, casi lo suprimió, quien "sabía" que los puntos y rayas eran simplemente corrientes, punto, final de la historia y ¡no hagas preguntas o WH Preece hará que te arrepientas! :) Heaviside usó su nueva teoría EM de ondas de cable para resolver un gran problema de telegrafía: para cualquier señal que viajara a lo largo de líneas telegráficas de 100 km, los puntos desaparecerían o se "ondularían", y para las líneas telefónicas, la transmisión de larga distancia estaba completamente distorsionada y imposible. (Se descubrió que el problema era la dispersión de ondas o "chirrido", donde las frecuencias bajas viajan más rápido que las altas). Heaviside's " dejar que la telegrafía se convierta en banda ancha, incluso a distancias inmensas. Él solo creó el teléfono de larga distancia. Pero Preece rápidamente detuvo esta herejía usando su poder político para iniciar una campaña de comentarios negativos contra Heaviside en la prensa y una campaña de susurros entre los ingenieros. Luego, en los EE. UU., Pupin de Columbia pretendió inventar las bobinas de carga de Heaviside, las patentó y ganó millones a través de Bell Telephone, mientras que Heaviside permaneció casi sin un centavo y no ganó fama hasta después de su muerte. (Je, una historia de Tesla/Marconi mucho antes de Tesla y Marconi. ¡Pupin incluso desempeñó un papel importante en la caída de Tesla!) Así que ahora ves por qué estoy enamorado de la historia de las ondas EM del telégrafo. Obsesionado. ¡Ni siquiera me hagas empezar! Vaya, demasiado tarde. :) dejar que la telegrafía se convierta en banda ancha, incluso a distancias inmensas. Él solo creó el teléfono de larga distancia. Pero Preece rápidamente detuvo esta herejía usando su poder político para iniciar una campaña de comentarios negativos contra Heaviside en la prensa y una campaña de susurros entre los ingenieros. Luego, en los EE. UU., Pupin de Columbia pretendió inventar las bobinas de carga de Heaviside, las patentó y ganó millones a través de Bell Telephone, mientras que Heaviside permaneció casi sin un centavo y no ganó fama hasta después de su muerte. (Je, una historia de Tesla/Marconi mucho antes de Tesla y Marconi. ¡Pupin incluso desempeñó un papel importante en la caída de Tesla!) Así que ahora ves por qué estoy enamorado de la historia de las ondas EM del telégrafo. Obsesionado. ¡Ni siquiera me hagas empezar! Vaya, demasiado tarde. :) Él solo creó el teléfono de larga distancia. 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UU., Pupin de Columbia pretendió inventar las bobinas de carga de Heaviside, las patentó y ganó millones a través de Bell Telephone, mientras que Heaviside permaneció casi sin un centavo y no ganó fama hasta después de su muerte. (Je, una historia de Tesla/Marconi mucho antes de Tesla y Marconi. ¡Pupin incluso desempeñó un papel importante en la caída de Tesla!) Así que ahora ves por qué estoy enamorado de la historia de las ondas EM del telégrafo. Obsesionado. ¡Ni siquiera me hagas empezar! Vaya, demasiado tarde. :) y una campaña de rumores entre los ingenieros. Luego, en los EE. UU., Pupin de Columbia pretendió inventar las bobinas de carga de Heaviside, las patentó y ganó millones a través de Bell Telephone, mientras que Heaviside permaneció casi sin un centavo y no ganó fama hasta después de su muerte. (Je, una historia de Tesla/Marconi mucho antes de Tesla y Marconi. ¡Pupin incluso desempeñó un papel importante en la caída de Tesla!) Así que ahora ves por qué estoy enamorado de la historia de las ondas EM del telégrafo. Obsesionado. ¡Ni siquiera me hagas empezar! Vaya, demasiado tarde. :) y una campaña de rumores entre los ingenieros. Luego, en los EE. UU., Pupin de Columbia pretendió inventar las bobinas de carga de Heaviside, las patentó y ganó millones a través de Bell Telephone, mientras que Heaviside permaneció casi sin un centavo y no ganó fama hasta después de su muerte. (Je, una historia de Tesla/Marconi mucho antes de Tesla y Marconi. ¡Pupin incluso desempeñó un papel importante en la caída de Tesla!) Así que ahora ves por qué estoy enamorado de la historia de las ondas EM del telégrafo. Obsesionado. ¡Ni siquiera me hagas empezar! Vaya, demasiado tarde. :) ¡Pupin incluso desempeñó un papel importante en la caída de Tesla!) Así que ahora ves por qué estoy enamorado de la historia de las ondas EM del telégrafo. Obsesionado. ¡Ni siquiera me hagas empezar! 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Andreas H mencionó el circulador para guías de ondas. En los teléfonos analógicos, este trabajo lo realiza un circuito híbrido imperfecto llamado bobina de inducción Anti Sidetone (ASTIC). Una bobina híbrida perfecta transmitiría y recibiría voz simultáneamente y por separado, es decir, la señal de su transmisor viajaría a través de los cables hasta el receptor en el otro extremo y la señal del transmisor distante viajaría a su receptor por el mismo par de cables. Desde el principio se dio cuenta de que las personas necesitaban escucharse a sí mismas hablar, por lo que el ASTIC permite que parte de la señal del transmisor local pase al receptor local.

Dentro de un área de intercambio analógico local, el circuito sería de dos cables desde un teléfono, a través de los relés en el intercambio hasta el otro teléfono. Una vez que comience a viajar entre los intercambios, la señal se dividirá mediante una bobina híbrida en el intercambio y el habla en una dirección viajará en un circuito diferente al habla en la otra dirección (circuito de unión de 4 hilos). Esto permitió amplificar el habla ya que los amplificadores son unidireccionales (de una sola vía). En la central remota, las dos rutas separadas serían recombinadas por una bobina híbrida y el último tramo de la llamada estaría en un par de cables.

El habla en teléfonos analógicos e intercambios fue de 300 Hz a 3400 Hz, por lo que se trata de ondas EM de baja frecuencia.

Sin embargo, si está transfiriendo energía, ya sea CA o CC, entonces no tenemos diferentes corrientes que vayan de diferentes maneras en el mismo cable. Por ejemplo, en un estado en particular, las empresas de suministro de energía deben suministrar un porcentaje de energía 'verde' pero no tienen suficientes recursos de generación 'verde', por lo que compran la energía fuera del estado. Al mismo tiempo, venden excedentes de energía no verde fuera del estado. Si están comprando y vendiendo energía a través de la misma interconexión (cables), entonces no hay dos flujos de energía en competencia viajando en direcciones opuestas en el mismo cable. Si el Estado A está comprando 500MW de capacidad del Estado B y el Estado B está comprando 400MW de capacidad del Estado A, entonces habrá un flujo de 100MW del Estado B al Estado A. La contabilidad podría decir 500MW y 400MW pero la realidad eléctrica es 100MW.

Interfieren.

Las señales eléctricas viajan por los cables como las ondas en el agua. y cuando dos olas se encuentran, obtienes interferencia .

Pero debido a que los cables son lineales, la interferencia toma la forma de suma y, por lo tanto, no es destructiva para la información y, por lo tanto, si sabe cuál es una de las señales, puede encontrar la otra señal por resta.

Las líneas telefónicas usan (¿usaron?) un circuito llamado híbrido que aísla las señales entrantes y salientes permitiendo que un solo circuito de cobre transporte señales de voz en ambas direcciones.

El telégrafo probablemente usó algo similar haciendo que el remitente sustraiga su propia señal de lo que ve en la línea, lo que le permite determinar lo que llega del otro extremo al mismo tiempo que transmite su propia señal.

Tu escribiste:

¿Cómo es que dos corrientes eléctricas pueden viajar en direcciones opuestas en el mismo cable, al mismo tiempo, sin interferirse entre sí?

pero el texto original dice:

dos señales telegráficas pueden viajar en direcciones opuestas en el mismo cable al mismo tiempo sin interferir entre sí

Aquí está la contradicción: una señal de telégrafo y una corriente eléctrica no son lo mismo. La corriente eléctrica es la superposición lineal de ondas puestas en movimiento sobre la línea por los transductores en cada extremo. La corriente en un instante en un punto de la línea solo puede tener un valor, pero podemos calcular ese valor calculando la contribución de las ondas de las señales impuestas en cada extremo de la línea y sumándolas.

Como un sistema más simple pero directamente observable, considere un estéreo tocando música en una habitación. Un altavoz no cambia la forma en que se propagan las ondas de presión del otro altavoz. El gradiente de presión neto en cualquier punto del espacio e instante es el resultado de sumar las ondas de presión de cada altavoz.

Si bien las cantidades físicas como la corriente o la presión pueden tener un solo valor, si sabemos que esas cantidades están influenciadas por una combinación aditiva de causas, el principio de superposición lineal permite dividir el sistema en partes más pequeñas que pueden considerarse por separado: en este caso de la estación de telégrafo en cada extremo de la línea, y las ondas que genera que se propagan por la línea.

Las señales están formadas por ondas. Las ondas se cruzan entre sí, y después del paso no cambian. Ondas electromagnéticas. Las olas en el mar también se cruzan (aunque a veces tienen efectos en los que no voy a entrar). "Interferir" fue una mala elección de palabra por parte del autor. Nadie puede decirte realmente por qué. Pero ya sabes instintivamente que las ondas pueden cruzarse entre sí. Solo piense en la luz que sale de una ventana y entra a través de una ventana al mismo tiempo. Esto no parece ser desconcertante, ¿verdad?

En tu pregunta usas la palabra "actual". Las corrientes son otra cosa. La corriente en un cable se define básicamente como el flujo de carga que pasa por un punto. Este sería el flujo neto. Por lo tanto, no tiene sentido hablar de corrientes que de alguna manera se cruzan.

Estoy tratando de evitar hablar de efectos de línea de transmisión más avanzados, como la capacitancia y la inductancia, porque me temo que enturbiará aún más las aguas. La conclusión es que las señales pueden pasar entre sí, y durante el paso, en el lugar del paso, se afectan entre sí. Pero después del fallecimiento, continúan como si el fallecimiento nunca hubiera ocurrido. Solo piense en la luz que pasa en ambos sentidos a través de una ventana.

No es corriente, sino SEÑAL que viaja en cualquiera o en todas las direcciones. Es por eso que un auricular de teléfono no tiene por qué interrumpir el sonido recibido cuando hablas, y eso nos resulta más familiar que los protocolos telegráficos.

Este es un pequeño truco, llamado "híbrido", que presenta una señal en su oído que tiene principalmente la señal del teléfono distante y crea una señal (modulación de corriente) de acuerdo con su voz aplicada al micrófono. Lo que OYES no es la 'corriente en el cable' que está igualmente modulada por dos voces, es el 90% de la voz distante que escuchas, y solo el 10% de la tuya. Un híbrido similar en el otro extremo de la conexión cancela la parte principal de su entrada vocal para que su voz se escuche con fuerza en el receptor de ese teléfono.

El híbrido es un circuito de suma de señales, que tiene acceso tanto a su voz como a la combinación de dos voces (en la línea), y las combina para reforzar el mensaje a distancia. Nada en este esquema no está disponible para una oficina de telégrafos, que también puede operar como una estación receptora incluso mientras transmite.

NO está fácilmente disponible para un transmisor inalámbrico (del tipo no digital) que normalmente tendría un interruptor de interrupción de pulsar para hablar. Nuestros teléfonos celulares que envían paquetes digitales están interrumpiendo mucho, lo suficientemente rápido como para que rara vez nos moleste, porque esa función híbrida interactúa mal con un receptor que se sobrecarga mientras hay una transmisión en curso.

Tu analogía está rota. No piense en un carril de autos, a menos que piense en los autos como autos chocadores todos juntos.

La velocidad promedio general real de los electrones que se mueven a través de un cable es bastante lenta. La velocidad de deriva de los electrones en un cable suele ser de varios micrómetros/segundo, nada rápida.

Lo que se propaga a través del cable viaja de electrón en electrón, de origen a destino. Ese proceso ocurre muy rápidamente, casi a la velocidad de la luz. En la analogía de la carretera, sería similar a chocar contra el primer automóvil y que cada automóvil chocara contra el que estaba delante. A pesar de que cada automóvil se mueve lentamente en general, una onda podría propagarse a través de la cadena siempre que pueda golpearla con suficiente fuerza.

Obviamente, múltiples ondas de sonido pueden viajar a través del aire en múltiples direcciones simultáneamente. Sin embargo, cuando gritas algo, una sola molécula no viaja necesariamente directamente de tu boca al oído del oyente. En cambio, el rebote entre las moléculas a través del aire es lo que transmite el sonido. Lo mismo es básicamente cierto para las señales eléctricas.

Considere la siguiente situación:

Supongamos que tenemos un solo par de cables con una fuente de voltaje controlable en un extremo y un sumidero de corriente controlable en el otro. Dado que ambos extremos pueden medir la señal del otro extremo (en la fuente de voltaje podemos medir la corriente y en la fuente de corriente podemos medir el voltaje) podemos transmitir información en ambas direcciones. No hay multiplexación de frecuencia o tiempo involucrada. Y no hay interferencia y no necesitamos invocar la teoría ondulatoria.

Más detalles están en mi respuesta en Physics SE .

Un cable de antena para una antena parabólica transporta corrientes en dos direcciones: el sintonizador suministra una señal de 18 voltios CC para alimentar el LNB en el punto focal de la antena y, al mismo tiempo, el LNB envía una señal de 4-12 GHz. de vuelta al sintonizador, sobre el mismo cable.

Ambas son corrientes eléctricas, pero una es DC y es plana, la otra es Radio Frecuencia y varía.

Es porque cualquier onda puede atravesarse entre sí. Se producirán interferencias, pero esto no detiene las ondas.

Es como preguntar por qué dos olas en un estanque pueden cruzarse. Si las olas son completamente opuestas, se aniquilarán, de lo contrario, se debilitarán entre sí y continuarán.

Muchos ingenieros e investigadores (incluyéndome a mí) han observado que los conductores metálicos tienen un comportamiento lineal con respecto a las corrientes y voltajes eléctricos. Sin embargo, como ocurre con la mayoría de los materiales, el comportamiento lineal solo existe en un cierto rango. Altos niveles de corriente darán como resultado un comportamiento no lineal. Con buenos conductores, como el cobre, la plata y el oro, el rango de comportamiento lineal es bastante amplio. Estos metales tienen una resistencia baja (pero no nula). (Si asume que los metales tienen resistencia cero, terminará con predicciones extrañas que no coinciden con la realidad)

A baja densidad de corriente, hay muchos espacios libres en el metal para que los electrones se muevan, y no chocan entre sí ni se atascan muy a menudo. por lo tanto, el metal no absorbe mucha energía y el comportamiento parece lineal (los autos de choque están muy separados)

Cuando la densidad de corriente en el metal se vuelve lo suficientemente alta, la corriente transfiere energía significativa al metal, lo que cambia su resistencia, y el comportamiento se vuelve no lineal. Un ejemplo simple es conectar un cable delgado (como calibre 28) a través de los terminales de una batería de automóvil grande de 12V. El metal se calienta, eventualmente se derrite y rompe el circuito. Este es un comportamiento MUY no lineal. Ese cable probablemente lleve 50 amperios más o menos. (NO intente esto usted mismo, puede obtener fragmentos de metal fundido volando, puede causar incendios y daños severos a sus ojos) Por otro lado, si pongo dos señales en este mismo cable (antes de derretirlo) con 0.001 amperios cada una , el comportamiento será bastante lineal.

Este tipo está agitando los brazos para hacer un punto más existencial. Funciona en principio, pero no como él dice. Y con señal, no corriente .

Diablos, incluso en la radio, dos transmisores pueden bloquear y bloquean el uso concurrente . Escucha esto a la 1:25. Ese "Booooop" es ambos aviones reconociendo "su" autorización de despegue, pero pisándose uno al otro para que al menos uno no se escuche.

Si está utilizando un sistema de telégrafo de CC, el mismo problema. Si se presiona cualquiera de las teclas del telégrafo, se activarán ambas sirenas. Realmente no es posible enviar señales de CC en direcciones opuestas en el dominio de CC (excepto a través de un estilo CSMA-CD por cortesía de esperar hasta que la otra persona termine y desconfiar de que dos personas comiencen a la vez).

Sin embargo, imagine si la estación de telégrafo 1 transmite CC y la estación de telégrafo 2 tiene su sonda conectada a través de un estrangulador de bloqueo de CA. La estación 2 transmite al encender y apagar la CA de 1000 Hz, que solo la estación 1 puede escuchar porque su sirena tiene un capacitor del tamaño correcto, que pasa la CA de 1000 Hz pero bloquea la CC.

Puede expandir esto a múltiples frecuencias de CA mediante el uso de filtros de "paso de banda" que solo permiten el paso de una determinada frecuencia. Considere el tono bah-boo-BEEP que saluda a la estación de bomberos en la serie de televisión Chicago Fire . Ese espectáculo es un gran tributo y reconocimiento a un espectáculo de la década de 1970 llamado Emergencia , el origen de los tonos. Emergencia retrata un sistema de despacho de incendios de la década de 1960 donde se usaron múltiples frecuencias de esa manera.

Dos estaciones que transmiten a la vez simplemente crean un acorde en el cable. Las frecuencias deben elegirse inteligentemente para que los acordes no interfieran entre sí.

Todas las estaciones escuchan todas las señales. Simplemente ignoran "su propio dogfood", es decir, la señal que están transmitiendo.

Puede volverse más complejo, con ondas portadoras moduladas. En este punto estamos hablando de espectro radioeléctrico, pero sobre un hilo .