¿Por qué hay un campo eléctrico alrededor de este circuito eléctrico cerrado?

Tengo dificultad para entender la imagen de abajo. Puedo entender los campos magnéticos verdes. Pero, ¿por qué hay un campo eléctrico exterior, rojo? ¿El campo eléctrico no es guiado completamente a través del cable? ¿Existen argumentos o mediciones que demuestren que existe un campo eléctrico como el representado? El vector azul es el vector de Poynting, asociado con el flujo de energía.

Puedo entender un campo eléctrico alrededor de la batería si no hay corriente. ¿Pero no desaparece esto cuando corre la corriente?

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Respuestas (4)

¿El campo eléctrico no es guiado completamente a través del cable?

Los cables son (casi) conductores perfectos y, por lo tanto, el campo eléctrico dentro de los cables es (casi) cero.

¿Por qué hay un campo eléctrico exterior, rojo?

Debido a que no hay campo dentro de los cables, los cables son (casi) volúmenes equipotenciales. Y sabes que hay una diferencia de potencial entre el cable superior y el inferior, de (digamos) 1,5 V, porque uno está conectado al ánodo de la batería y el otro está conectado al cátodo.

Por lo tanto, sabe que si toma un punto a en el cable superior y un punto b en el cable inferior y calcula (basado en la definición de diferencia de potencial electrostático)

V a b = − ∫ b a mi ⋅ d ℓ
Obtendrá 1.5 V.

Eso te dice que el campo eléctrico en la región entre los cables debe ser distinto de cero y debe apuntar desde el cable superior al cable inferior.

Puedo entender un campo eléctrico alrededor de la batería si no hay corriente. ¿Pero no desaparece esto cuando corre la corriente?

No. El campo eléctrico existe si existe una diferencia de potencial entre los cables. No depende de si la corriente está funcionando o no. (Los campos magnéticos, por supuesto, dependen de la corriente)

Buena respuesta. Aún así, no puedo ver ninguna diferencia entre el cable hacia arriba y el cable hacia abajo. Ambos son cables que transportan corriente. ¿Por qué deberían tener diferentes potenciales si están hechos de lo mismo? Puedo imaginar dos potenciales diferentes en dos lados de R o la batería. ¿O hay más electrones en el cable inferior?
@Felicia tienen diferentes potenciales porque hay una batería conectada entre ellos. Dentro de la batería hay una reacción química que deposita el exceso de electrones en el ánodo y elimina los electrones del cátodo. Como señalan otras respuestas, los cables estarán ligeramente cargados debido a esto (lo que también debe ser cierto para que el campo eléctrico termine en los cables).
@ThePhoton, la declaración que dijo anteriormente " Los cables son (casi) conductores perfectos y, por lo tanto, el campo eléctrico dentro de los cables es (casi) cero ", en esto está hablando de la condición cuando no hay diferencia potencial a través del extremos del cable O podemos decir que se aplica un campo eléctrico externo perpendicular a la sección transversal del cable y debido a este EF las cargas se acumulan en los extremos del conductor y con esto obtenemos el campo opuesto al campo externo por el cual la EF neta en algún punto dentro del conductor es cero o puede ser casi?

Los cables tienen un poco de autocapacitancia. Esta autocapacitancia significa que cuando están a un voltaje dado, obtienen una cantidad correspondiente de carga neta. Tener esa carga neta conduce a un campo E en el espacio alrededor de los cables, como se dibuja.

¿No es el mismo potencial en V y R?
@Felicia si…..
¿Pero los electrones todavía son arrastrados?
@Felicia, ¿está preguntando sobre el campo dentro o fuera del cable? Los electrones están dentro del cable, pero las flechas sobre las que pregunta en la pregunta están afuera. Los campos son completamente diferentes por dentro y por fuera. Hay una discontinuidad en el campo E en la superficie del alambre debido a las cargas en la superficie del alambre.
Pero, ¿cómo pueden los electrones del interior acelerarse o mantenerse en movimiento si no hay un campo en el interior? ¿O hay?
@Felicia hay un campo dentro del cable. Simplemente es diferente y en gran medida independiente del campo fuera del cable. El alambre tiene cargas superficiales y esas cargas superficiales hacen que el campo E sea discontinuo. Entonces, una pregunta sobre el campo fuera del cable es una pregunta muy diferente de una pregunta sobre el campo dentro del cable. Mi respuesta anterior es sobre el campo fuera del cable. Si ahora quiere saber sobre el campo dentro del cable, esa debería ser una pregunta separada.
@Felicia si desea averiguar el campo dentro del cable, calcule la resistencia del cable y vea cuánta caída de voltaje hay a lo largo del cable, luego divida eso por la longitud del cable. Encontrará (a menos que el cable sea muy delgado o esté hecho de un material no típico, o el valor de la resistencia de carga sea muy bajo) que la caída de voltaje a lo largo del cable y el campo eléctrico dentro del cable son muy pequeños, en comparación con los otros voltajes y campos involucrados en el problema.
La capacitancia que conduce al campo eléctrico se siente un poco al revés, aunque tiene cierto sentido.

Puedo entender un campo eléctrico alrededor de la batería si no hay corriente. ¿Pero no desaparece esto cuando corre la corriente?

No.

La diferencia es que el campo eléctrico en el conductor ejerce una fuerza sobre los electrones libres creando corriente, mientras que fuera del conductor la corriente no puede fluir debido a la falta de cargas móviles. Pero el campo eléctrico todavía existe.

Espero que esto ayude.

mi = − d V d X
En el interior (porque hay una resistencia interna) y alrededor de la batería, apunta desde el potencial más alto (+) al más bajo (-) como se muestra en la imagen. En la resistencia, para la misma definición, tiene la misma dirección de la corriente.

Imagine una pequeña carga de prueba positiva afuera y cerca de la resistencia. Es repelido por el lado superior y atraído por el lado inferior. El mismo tipo de configuración de campo también está presente dentro de los componentes, pero no se limita solo a ellos.

¿Por qué hay un campo eléctrico alrededor de este circuito eléctrico cerrado?
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