Voltaje y potencial en una batería

  1. Me gustaría pensar que el voltaje es como la fuerza que proporciona la batería para moverse. Cuando los electrones están cerca del terminal negativo de una batería, experimentan una fuerza repulsiva que los hace moverse a través del cable; una vez que están cerca de la terminal positiva, experimentan una fuerza de atracción una vez que alcanzan la terminal positiva. Los electrones dejarían de moverse si no fuera por la energía producida en la reacción química dentro de la batería (EMF), esta energía los empuja cerca del terminal negativo, lo que hace que vuelvan a dar vueltas y busquen el terminal positivo.
  1. El voltaje es la energía dada por unidad de carga; esto hace que se muevan a través del circuito y pierdan energía mientras se mueven a través de la resistencia, lo que se toma como la caída de voltaje a través de esa resistencia.

¿Es correcto mi entendimiento? Si es así, ¿cuáles de estos tienen razón? Mientras estudiaba la Ley de voltaje de Kirchhoff, llegué a saber que es el resultado de la conservación de la energía. ¿Alguien puede explicar en términos de estas dos definiciones? Finalmente, ¿el voltaje es una cantidad similar a una fuerza o una cantidad similar a la energía?

Respuestas (2)

(a) El voltaje es una cantidad similar a la energía. Es la energía transferida por unidad de carga que pasa.

(b) "El voltaje es la energía dada por unidad de carga". Este voltaje se llama (engañosamente) fuerza electromotriz ( fem ) si la energía se transfiere de alguna otra forma que no sea el potencial eléctrico. En una batería, las reacciones químicas en los electrodos proporcionan una fem cuando hay corriente.

(c) La fem provoca una redistribución de carga en el circuito. En términos generales, como usted implica, el terminal negativo de la batería adquiere una carga negativa debido a un exceso de electrones, y el terminal positivo obtiene una carga positiva debido a un déficit de electrones. [De hecho, cuando el circuito está completo, la distribución de la carga superficial es más complicada que esto y depende de las resistencias de los componentes del circuito]. Estas cargas cuasiestáticas establecen un campo eléctrico que impulsa la carga a través del circuito externo, de la misma forma que lo ha hecho usted. descrito en su (1).

A medida que la carga fluye en el circuito externo debido al campo eléctrico, pierde energía potencial eléctrica. (La energía se transfiere a otras formas, incluido el calor). Llamamos a la energía transferida por unidad de carga de energía potencial eléctrica, caída de potencial . Esto también se puede llamar 'voltaje'.

(d) Debido a que la energía se conserva, la energía dada por unidad de carga que pasa a través de la batería es igual a la energía por unidad de carga transferida a otras formas, por lo que la fem (o la suma de las fem) es igual a la caída de potencial (o la suma de las gotas ). Esta es una forma de la ley de voltaje de Kirchhoff.

(e) Por supuesto, a medida que la carga pasa por la batería, recoge una cantidad igual de PE eléctrica a la que se pierde en el circuito externo. (Aquí estoy despreciando la resistencia interna, pero se puede atender fácilmente). En otras palabras, el campo eléctrico creado por la redistribución de carga (cuasiestática) es un campo conservativo , y no hay cambio en la energía potencial durante un período de tiempo. ciclo completo alrededor del circuito. Y hablamos de la diferencia de potencial entre los terminales de la batería.

Voltaje, diferencia de potencial eléctrico, presión eléctrica o tensión eléctrica es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, que (en un campo eléctrico estático) se define como el trabajo necesario por unidad de carga para mover una carga de prueba entre los dos puntos.

Por lo tanto, se puede decir que el voltaje es una cantidad similar a la energía.

Entonces, en términos simples, no hay interacción externa, se genera una presión en la celda que, a su vez, se distribuye por todo el circuito cerrado, lo que crea una corriente de elecciones que se desplazan de la terminal negativa a la positiva, lo que niega la presión generada por la batería, por lo que esencialmente hace ΣV = 0