Entonces, sé que cuando hablas de algo como un circuito que incluye una batería, un circuito PARECE un bucle, pero eso se debe simplemente al hecho de que la fuente de alimentación está físicamente cerca de la salida.
Sin embargo, esto no tiene por qué ser así, ¿verdad? Las baterías son independientes porque es conveniente, pero podría drenar una fuente de energía conectándola a CUALQUIER punto final con carga positiva, si lo entiendo bien.
¿Los circuitos, por lo tanto, se consideran bucles solo porque es conveniente pensar en ellos de esa manera? Como un río no puede fluir en un círculo, tampoco puede hacerlo la electricidad porque funcionaría con un potencial neto cero, lo que significa que no hay movimiento.
La mayoría de los circuitos se consideran bucles porque la carga en los materiales conductores tiende a igualar las diferencias de potencial electrostático con relativa rapidez. Tome un cable/varilla larga, por ejemplo. Digamos que puedes agregar electrones a un lado. Al principio empiezas con 0 electrones. Cuando agregas el primer electrón, no hay nada más alrededor, por lo que básicamente puede ir a donde sea. Cuando agrega el segundo electrón, empujará al primer electrón lo más lejos posible para intentar crear un equilibrio de carga en la barra. Este primer electrón en movimiento es en realidad una pequeña corriente y su movimiento podría usarse para extraer trabajo de él (porque se necesitó trabajo para agregar el segundo electrón al sistema). Agregar un tercer electrón empujará el segundo electrón hacia el medio. El segundo electrón' El movimiento de s es la mitad del primero, por lo que solo podría extraer la mitad de la cantidad de trabajo. El primer electrón está en el otro extremo y no se ha movido en este punto. Si continúa agregando electrones a la barra en un extremo, el movimiento de los otros electrones será cada vez menor. Pronto, estarás a miles de voltios y no serás capaz de extraer ningún trabajo porque simplemente no hay ningún lugar al que puedan ir los electrones.
En cambio, ¿qué pasa si quitamos electrones de un lado y los agregamos al otro lado? Ahora, cada electrón al que le hagas esto hará que todos los demás electrones se muevan en respuesta en una dirección en la misma cantidad. Ahora puede extraer una cantidad uniforme de trabajo del sistema por cada electrón que mueva. Pero, ¿qué has hecho? Has creado un bucle con tu mano moviendo electrones individuales a la vez. Esta es la razón por la cual la mayoría de los circuitos utilizan un bucle. Hay algo que empuja los electrones en una dirección (o tal vez en ambas). En su caso, es una batería, pero se pueden usar generadores y varios otros métodos para "bombear" electrones para extraer trabajo de ellos en una ubicación diferente.
Puede pensar en una batería como una bomba de electrones, mueve químicamente los electrones desde el terminal positivo al negativo para mantener una cierta 'presión eléctrica' (eso es lo que los primeros muchachos llamaban diferencia de potencial en algunos libros antiguos, y es no es un mal modelo).
Para hacer que esta cosa haga algo útil, debe proporcionar un camino para que los electrones fluyan y use los electrones en movimiento para realizar algún tipo de tarea interesante [1]. Esto podría ser calentar un cable delgado para generar luz, o impulsar alguna otra reacción electroquímica para recargar otra batería, o generar un campo magnético en un motor o lo que sea. Esta ruta debe ser claramente un bucle si desea que el sistema se ejecute más que muy brevemente (piense en nanosegundos).
Tenga en cuenta que en ningún momento se menciona la conexión a tierra o algo así, todos los voltajes se miden en relación con algún punto arbitrario en sus acciones, y para que ese voltaje haga algo útil, debe haber un bucle para que fluya la corriente [2].
Ground es una de esas palabras realmente malas que significa al menos 3 cosas diferentes en una forma altamente dependiente del contexto, ignóralo por ahora.
[1] Los electrones en un conductor de cobre en cualquier tipo de corriente con la que quieras jugar se mueven en promedio muy lentamente, piensa menos de un mm por segundo, pero un cable es como un tubo lleno de rodamientos de bolas, empujas uno a la vez Al final, uno sale del otro mucho más rápido de lo que cualquier bola realmente se mueve por el tubo.
[2] Sí, lo sé, compuertas de memoria flash, lentes electrostáticas, impresoras láser, todo tipo de pequeñas excepciones, pero siga adelante por ahora.
Lo siento, no. Una batería o cualquier fuente de alimentación debe, a la larga, permanecer eléctricamente neutra. Las fuerzas de restauración en la carga separada son muy grandes, y la separación permanente de carga a escala de circuito simplemente no va a suceder. Esto significa que si la corriente sale de un terminal, debe entrar por otro. Lo más cerca que estará de una excepción es un micrófono electret, que contiene cargas separadas permanentemente, pero no muchas.
Un circuito DEBE ser un bucle. Cuando el circuito está cerrado, la corriente fluye a través de la carga. Cuando el lazo está abierto, el circuito está apagado.
Tal vez pueda asumir que el voltaje es la "fuerza" que empuja las cargas para que fluyan en el bucle. La corriente es la que fluye por unidad de tiempo.
Sin bucle, no hay corriente.
... pero podría drenar una fuente de energía conectándola a CUALQUIER punto final con carga positiva, si lo entiendo bien.
No. Mire la Conservación de energía y la Conservación de carga . Si drenamos cargas desde un punto de potencial positivo, las cargas DEBEN regresar a través de un punto de referencia (terminal negativa de la batería, GND, etc.), es decir, fluir en un circuito cerrado.
Creo que hay una respuesta más genérica y deberíamos pensar en corriente, no en voltaje.
Todos los circuitos deben seguir la Ley de Kirchoff, basada en las ecuaciones fundamentales de Maxwell que describen cómo fluye la corriente en cualquier medio.
Si un nodo está desconectado (a través de cualquier medio en cualquier frecuencia), entonces no puede formar parte de los circuitos. Por el contrario, cualquier nodo que esté conectado de alguna manera forma parte del circuito.
La Ley de Kirchoff se puede expresar simplemente como "La suma de las corrientes en cualquier circuito es cero", es decir, para cada salida de corriente (en este caso la llamaremos corriente positiva) de un nodo, una suma combinatoria idéntica y opuesta (negativa) de corrientes. debe entrar en el mismo nodo.
Si lleva esto a una conclusión lógica, todos los nodos deben estar conectados en uno o más bucles para que la suma en el circuito sea cero. Todos los negativos y positivos deben cancelar exactamente.
Tienes razón en parte, en que los electrones se moverán de un potencial a un potencial más alto. Así que puedes pensar que si tengo un voltaje en un punto en el espacio A con un cable que va a un punto diferente en el espacio B , los electrones fluirán a través del cable.
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Sin embargo, el voltaje por sí solo no significa nada. Un voltaje es una diferencia de potencial entre dos puntos.
Es decir, necesita un punto de referencia común para afirmar realmente los voltajes en primer lugar. Por lo tanto, terminas con un bucle, con cierta resistencia, te guste o no.
Sin embargo, eso también trae a colación otro punto. En el circuito de arriba, incluso sin el cable de referencia, todavía hay algo de resistencia entre los lados negativos de las fuentes de voltaje, aunque enorme. Como tal, tiene un bucle y fluirá una pequeña corriente en el cable, aunque puede ser demasiado pequeña para medirla.
También es importante separar la noción de corriente de la noción de movimiento de electrones. La corriente es una representación abstracta, mientras que el movimiento de electrones es un fenómeno físico. Decimos que la corriente circula a través de la batería o el capacitor, pero en realidad, los electrones no lo hacen. Más bien, sale de ellos un número igual de electrones que entran por el otro lado. Esa diferencia es sutil, pero importante.
La corriente es un flujo de portadores de carga eléctrica, generalmente electrones o átomos deficientes en electrones.
si tomamos una batería: el flujo de corriente en circuito cerrado que es una corriente eléctrica
pero que alguien me diga ok, pero que pasa cuando tocas un positivo de la fuente donde estamos chocados,
bueno, la respuesta es muy simple: la persona hace un circuito cerrado con la tierra para hacer que los electrones fluyan dentro de su cuerpo, pero el pájaro no se sorprende porque no hace un circuito cerrado.
un circuito que incluye una batería, ... PARECE un bucle
ES un bucle . El electrolito de una batería es un buen conductor , un circuito corto.
¿Quizás tiene la idea errónea de que las baterías "suministran carga" o que la corriente a través del electrolito es de cero amperios? No, no funciona así. Las baterías se comportan como cortocircuitos, resistencia interna muy baja y un circuito simple con una batería es un circuito cerrado.
Las baterías no suministran ninguna carga a los circuitos. La carga que fluye proviene del propio cobre, del mar de electrones del metal.
Trevor_G
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2+2=4
mucho antes de estudiar la teoría de números (si es que lo hacen). ¿Quieres ir fundamental? Luego comience con la Mecánica Cuántica y las Ecuaciones de Maxwell.Eugenio Sh.
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