¿Por qué el campo eléctrico dentro de un cable en un circuito no disminuye con la distancia a la batería?

Tiene toda la razón, el campo eléctrico disminuye con la distancia de la batería. Sin embargo, esto solo es cierto durante el estado transitorio (el estado del campo cuando la batería se conecta por primera vez). De hecho, no sólo las magnitudes son inconsistentes, sino también la dirección del campo. El campo no siempre apunta en la dirección del cable. Todo el campo es inconsistente en dirección en magnitud y dirección. La siguiente imagen ilustra esto:

Ignora las flechas verdes. Las flechas amarillas indican la dirección y la magnitud del campo en ese punto. ¿Ves cómo hay totalmente mal?

Veamos qué sucede después. Tenga en cuenta el campo justo antes y después de la "curva a la derecha". ¡El campo que "entra" es mayor en magnitud que el campo que "sale" y el campo que sale apunta en la dirección equivocada! Debido a esto, los electrones comienzan a acumularse en la "curva derecha" (ya que entran más electrones de los que salen). La acumulación de electrones crea un nuevo campo, lo que hace que cambien los campos antes y después de la curvatura a la derecha.

De hecho, esto sucede en todas partes donde el campo no es consistente en magnitud y dirección. Los electrones comienzan a acumularse, lo que genera un nuevo campo, que altera el campo original hasta que todo apunta en la dirección correcta y tiene la misma magnitud, lo que evita que se acumulen más electrones.

Entonces, durante el estado transitorio, los electrones se acumulan en ciertos lugares del cable generando nuevos campos hasta que el campo es consistente en magnitud y dirección. Terminas con algo como esto:



Todas las imágenes fueron tomadas de Matter and Interactions . Gran pregunta, desafortunadamente, la mayoría de los libros de física eligen omitir por completo este concepto bastante fundamental. ¡Espero que ayude!

El terminal de la batería parece "pequeño" cuando lo sostiene en la mano. Pero desde la perspectiva dentro del cable, cerca del terminal, el terminal de la batería parece grande. El campo eléctrico cerca de un objeto grande como este es aproximadamente constante (imagínese el campo constante entre las placas del capacitor).

Más lejos del terminal, dentro del cable, las cargas que contribuyen principalmente al campo eléctrico local están cerca (es decir, no son las de la batería que ahora parece lejana). Como están cerca, no parecen una carga puntual distante.