Cuando nos presentaron el concepto de diferencia de potencial, nos dieron el ejemplo del flujo de agua entre dos vasos de precipitados a través de una tubería. El agua fluye a través de la tubería desde un vaso de precipitados que tiene una mayor cantidad de agua al segundo vaso de precipitados que tiene una menor cantidad de agua.
Entendí. Hay más agua en un vaso de precipitados, por lo que fluye hacia el otro vaso de precipitados. Entonces pensé que como hay más electrones en un terminal de la batería y menos electrones en el otro terminal, los electrones fluyen. Esto fue fácil de entender como diferencia de potencial. Pero luego vino esta definición: "La diferencia de potencial se define como el trabajo realizado al mover una carga de un punto a otro punto".
No puedo encontrar cómo los dos conceptos están relacionados entre sí. Y si la segunda definición es el significado real del término, entonces no veo cómo puede hacer que fluya la corriente, ya que es el trabajo realizado por un electrón. No proporciona una razón para el flujo de carga. Por favor alguien me puede explicar esto.
Cuando usa la analogía del circuito de agua, el volumen de agua es equivalente a la carga y la diferencia entre las alturas del líquido
es equivalente a la diferencia de potencial.
A una bomba de agua en el circuito se le suministra energía y eleva el potencial (energía) del agua con la celda equivalente usando una reacción electroquímica para elevar el potencial (energía) de los portadores de carga móviles.
La bomba de agua elevando la masa unitaria de agua a una altura vertical
servirá
cantidad de trabajo, por lo que la diferencia de potencial entre el agua de arriba y la de abajo es
.
La celda aumenta el potencial de carga unitaria positiva al pasar de la terminal negativa a la terminal positiva a expensas de
cantidad de energía química.
se denomina diferencia de potencial entre los dos terminales de la celda.
Su ejemplo de vasos de precipitados conectados llenos con diferentes alturas de agua, digamos
y
con
, es equivalente a dos condensadores conectados juntos con la diferencia de potencial entre las placas de cada condensador siendo diferente, digamos
y
con
.
El estado final de los vasos de precipitados será el mismo nivel de agua en cada vaso de precipitados porque el agua ha fluido del vaso de precipitados 1 al vaso de precipitados 2 y el estado final de los condensadores será la misma diferencia de potencial entre cada uno de los condensadores porque la carga ha fluido del condensador 1 al condensador 2.
Su confusión proviene de un malentendido de la analogía del fluido. En la analogía del fluido, el único trabajo en el sistema lo realiza la gravedad, y el potencial es el potencial gravitacional (es decir, la altura). Si le das al agua un camino por donde fluir, fluirá a la altura más baja posible. De manera similar, si le da a los electrones un camino conductor para fluir, fluirán al potencial más bajo posible. La diferencia de potencial, en este sentido, es análoga a la diferencia de altura.
En el otro sentido, la diferencia de potencial en la analogía del fluido es la cantidad de trabajo realizado sobre una unidad de masa de fluido cuando se mueve de un punto a otro. Este trabajo se realiza por o contra la gravedad, por lo que solo depende de la altura del agua, por lo que la analogía sigue siendo consistente. De manera similar, la diferencia de potencial eléctrico es la cantidad de trabajo realizado en una unidad de carga cuando se mueve de un lugar a otro.