¿Cómo proporciona energía la fuente de voltaje en un circuito?

Entiendo que una fuente de voltaje hace que la corriente fluya desde la terminal con menor potencial a la terminal con mayor potencial. Sin embargo, si los electrones están ganando energía potencial, ¿cómo puede también estar suministrando energía al circuito?

¿Tiene sentido para usted que si la batería proporciona electrones de alta energía al circuito y recoge electrones de baja energía en el otro lado, esa energía debe haber ido al circuito?
¡Sí! Entonces, lo que me confunde es a qué se refiere ese potencial. ¿No es energía potencial?
Sí, es energía potencial. Los electrones que entran al circuito tienen más energía potencial que los que salen. Es como si los electrones que ingresan al circuito estuvieran en la cima de una colina y rodaran hacia abajo hasta el pie de la colina, haciendo trabajo en el camino. Excepto que en este caso, en lugar de una colina y un campo gravitatorio, tenemos un campo electromagnético que hace que los electrones cerca de un terminal de la batería tengan más potencial electromagnético que los que están cerca del otro extremo.
¿Pero pensé que los electrones se estaban moviendo a un área de mayor potencial?
Ahh, esa podría ser la fuente de confusión, y es posible que haya redactado mi comentario de manera imprecisa. Los números que usamos para los campos electromagnéticos se basan en cargas positivas. Diríamos que la EMF cerca de la fuente de los electrones tiene el valor "más bajo", pero debido a que los electrones tienen una carga negativa, esa es la energía potencial más alta para el electrón. Luego se mueven hacia el punto donde el EMF es "más alto", que debido a que el electrón es negativo, es en realidad la energía potencial más baja.
¡Ooooh! Está bien, eso tiene mucho sentido. ¡Muchas gracias por tu ayuda!
Me alegro de que hayas recibido la explicación de Cort. Me tomó mucho tiempo entender el asunto de la CONVENCIÓN de carga positiva cuando conocí esta idea por primera vez. Mis primeros libros de ciencia estaban todos redactados en términos de flujo de electrones, por lo que realmente me desconcertó cuando me enteré de la misteriosa noción de "corriente convencional". Nuestra redacción está al revés porque creo que el lenguaje se desarrolló en los siglos XVIII y XIX, pero ciertamente fue mucho antes de que supiéramos que la corriente en los circuitos era transportada por electrones con carga negativa. Así que solo teníamos un 50% de posibilidades de "hacerlo bien".

Respuestas (1)

Sin embargo, si los electrones están ganando energía potencial [...]

En realidad, no lo son.

[...] entonces, ¿cómo puede estar también suministrando energía al circuito?

Efectivamente, se produce una reducción de la energía potencial, transformada en energía cinética.

Todo se reduce a la respuesta a su primera línea:

Entiendo que una fuente de voltaje hace que la corriente fluya desde la terminal con menor potencial a la terminal con mayor potencial.

Esto es correcto. Pero. Existen dos tipos de cargos. Un positivo y un negativo. ¿Qué pasaría si de repente reemplazaras todos los portadores de carga negativa con portadores de carga positiva?

El flujo será opuesto . La batería está creando una carga neta negativa alta en un terminal, por lo que los electrones son repelidos y quieren alejarse de este extremo hacia el otro extremo. Si hubieran sido positivos, entonces se sentirían atraídos por este terminal. El flujo de corriente sería opuesto. En algunos circuitos (los más comunes con cableado metálico) el flujo de corriente está hecho de electrones. En otros (semiconductores, soluciones iónicas, etc.) está formado por cargas positivas (o una mezcla). Así que no es una consideración irrelevante.

Entonces, ¿qué terminal es el de "alto potencial" y cuál es el de "bajo potencial"? Está pensando que una carga que fluye de un potencial bajo a uno alto debe ganar energía, pero claramente, los electrones que se mueven en un sentido o las cargas positivas que se mueven en el otro sentido dan el mismo resultado final: la energía se gastará a medida que se mueven a través del circuito. de la misma manera. Son dos formas equivalentes de pensar el circuito.

¿A cuál llamamos alto y cuál bajo potencial? La gente en el pasado ha tomado la decisión de nombrarlo siempre como si el portador de carga fuera positivo . La terminal (o punto en el circuito) de mayor potencial es, por lo tanto, la terminal de la que se alejarán las cargas positivas, y un punto de "potencial más bajo" es un punto que atrae cargas positivas. Independientemente de cuál sea el signo real de la carga. Esta es una convención, así que no tuvimos que pensar en los cargadores todo el tiempo.

Por lo tanto, es correcto pensar que el terminal de la batería de "alto potencial" en realidad es un punto de "bajo potencial" para los electrones. Porque pierden energía en su camino hacia ese punto. Como una bola que cae desde un alto potencial en un estante a un bajo potencial en el flujo. Simplemente no decimos esto convencionalmente. Pero tenlo en cuenta, y entonces siempre entenderás lo que significan los potenciales.

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