¿Qué le sucede a una corriente continua al final de un cable?

Esta pregunta podría ser un poco más apropiada para la pila de física, pero primero me gustaría probar el agua aquí. Me estoy iniciando en la ingeniería eléctrica y, a medida que avanzo, ciertos aspectos captan mi curiosidad.

Cuando tiene una unión, como la letra "T", podríamos decir que la parte superior de la T es un cable de bus serie o algo así, o simplemente un cable que transporta corriente continua. Entonces la base de la "T" es un conector al que se puede conectar algún periférico, para usar algo de corriente para alimentarse, sin embargo, no siempre está enchufado.

Entonces, suponiendo que no haya nada conectado a ese cable en este momento, ¿qué sucede exactamente? ¿Se refleja de alguna manera la corriente continua? Además, esto puede parecer ingenuo, pero cuando se conecta un periférico, ¿los electrones de un cable realmente se mueven físicamente hacia el otro compuesto conductor? ¿O la energía electromagnética del extremo del cable induce corriente en el conductor adjunto?

Gracias por alimentar mi curiosidad. He buscado en Google sin cesar este tipo de información, pero siempre aparezco con las manos vacías, ¡quizás alguien me pueda indicar algún buen material de lectura!

¿También está interesado en lo que sucedería con CA con un sesgo de CC, como una onda cuadrada?
Estás en el punto en que el Sr. Maxwell se va a dormir y el Sr. Ohm se despierta.

Respuestas (3)

Una forma de ver su pregunta es mirar los "circuitos" de los que está hablando. Cuando un cable no está conectado a otro cable, es decir, expuesto al aire, lo llamamos "circuito abierto" y eso significa que no fluye corriente a través del cable. Si no hay corriente, no hay corriente CC (I) y no se desperdicia/transfiere energía. Puede pensar en el espacio de aire entre los conectores no conectados como una "resistencia" con una resistencia muy alta (R). De la Ley de Ohm:

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Vemos por qué no hay corriente en el "circuito" cuando la resistencia es muy grande:

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No hay transferencia de potencia (o energía) porque la potencia eléctrica (P) es:

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Cuando la corriente disminuye también lo hace la potencia:

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Cuando conecta el conector, hay una resistencia insignificante entre los dos conductores (cables) y la resistencia del circuito será establecida por el dispositivo que está conectando (los ingenieros diseñaron el dispositivo para que tenga la resistencia correcta para la aplicación).

¿Es eso útil en absoluto?

*Fuente: Soy ingeniero.

Sí, eso es muy útil. Entonces, si lo estoy siguiendo correctamente, el dispositivo periférico también necesitaría otro punto de contacto en una ruta de baja resistencia ... como tierra para que la corriente realmente fluya. Entonces, ¿tal vez el conector tenga un cable separado para esto, o tal vez incluso el dispositivo tenga su propia conexión a tierra?
Sí, el dispositivo debe tener otro cable o "tierra" para que fluya la corriente. Pero probablemente el conector tenga al menos 2 conductores independientes (por ejemplo, uno es el cable de señal y el otro es el cable de tierra o de referencia) como se ve en el enchufe de alimentación o dentro de un cable USB o en casi todos los demás conectores.

La corriente es el movimiento de energía de un potencial de voltaje a otro potencial de voltaje a lo largo de un camino conductor. Por ejemplo, 5V Positivo a 0V Tierra, a través de una resistencia.

Si no hay camino para que la corriente se mueva, no hay corriente. Piense en ello como una piscina de agua. Si no hay un lugar al que pueda trasladarse el agua, el agua está estancada. Se queda quieto. Agregue un camino, como una fuga en la piscina, y el agua se mueve. Eso es actual.

En realidad, la corriente es el flujo de carga , no de energía. La presencia de una corriente no requiere un cambio en el voltaje. El hecho de que normalmente nos encontremos con una corriente cuando hay un cambio en el potencial no cambia la definición de corriente.
@JoeHass ¿Cómo puede tener corriente sin un cambio en el voltaje?
Los electrones que viajan a través del espacio libre constituyen una corriente. Hasta que interactúan con un campo electromagnético o materia, no hay cambio en la energía, por lo tanto, no hay diferencia de voltaje a lo largo de su camino. Puede argumentar que tal camino es muy raro o de naturaleza extremadamente improbable, pero si existe para un solo electrón por solo un milímetro en el vacío del espacio, entonces debemos admitir que es posible tener una corriente sin voltaje.
@JoeHass Teórica o técnicamente correcto, pero a efectos prácticos, eso significa que no, ¿verdad?
Lo siento, estaba hablando de la definición de actual, por lo que "técnicamente correcto" significa que sí. El punto es que la existencia de una corriente, por definición, no depende de un cambio en el voltaje. Creo que si comienza con "La corriente es ...", debe proporcionar una definición adecuada de corriente. Se podría decir que se necesita un voltaje para producir una corriente en situaciones típicas del mundo real que involucran conductores no ideales, pero la definición de corriente no requiere un cambio en el voltaje.
@JoeHass, ¿así que apuesto a que te saltearías todo lo relacionado con la física newtoniana y saltarías directamente a la mecánica cuántica para los estudiantes de primaria también?

La corriente en un cable son electrones que son libres de vagar donde sea que los empuje un campo eléctrico o magnético (o la acumulación de carga, por decirlo de otra manera). Incluso a altas corrientes, se mueven muy lentamente a lo largo de un cable porque hay muchos de ellos. Estos electrones a menudo se conocen como un "mar de electrones" y son electrones externos débilmente unidos en átomos metálicos. Pueden pasar de un átomo a otro fácilmente. Sí, pueden pasar de un metal a otro. En un circuito de CA, se mueven de un lado a otro en lugar de ir a la deriva en una dirección.

Tu cable colgante puede tener más electrones en un extremo que en el otro si hay un campo eléctrico, por ejemplo, de otro cable que termina cerca y tiene un voltaje diferente. Pero en un circuito de CC, después de que llega al equilibrio, no hay flujo de corriente, en teoría. En realidad, también puede pensar en el cable que cuelga como una gota donde el conductor crece en área. Puede haber algún flujo de corriente transversal en el cable. Puede mapear el campo eléctrico alrededor del diseño físico, y más allá de una distancia muy corta por la T, el efecto es insignificante.

Cuando algún dispositivo está conectado a la T, completará un circuito de regreso al lado negativo de la fuente de energía y esto creará un potencial, un campo eléctrico, a lo largo del cable y los electrones se moverán. Dado que Ben Franklin entendió la carga al revés, de la forma en que usamos + y -, los electrones realmente fluyen de tierra a +. Afortunadamente a las matemáticas no les importa. Tengo un libro de texto de EE que hace toda la introducción a los circuitos en términos correctos de flujo de electrones. Tengo la muestra gratuita para instructores y no sé si alguien la usó en una clase. Podrían tener un motín cuando los estudiantes descubrieran que pagaron $120 por un libro de texto que hace todo "al revés".

¿Qué le sucede a una corriente continua al final de un cable?
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