¿Puede la electricidad fluir a través del vacío?

La gente dice que sí y da un maravilloso ejemplo de tubos de vacío, CRT. Pero, ¿podemos realmente decir que el vacío (... como en el espacio) es un buen conductor de electricidad en un sentido muy básico?

Respuestas: ¿sería correcto/útil describir la situación en términos de fuerza de iniciación y fuerza de continuación? En el lenguaje de la respuesta de @ mohamed-samhy, ¿el voltaje requerido para iniciar el "salto" y el voltaje (presumiblemente cero) requerido para mantener la carga fluyendo hacia el destino?

Respuestas (8)

La conductividad del vacío no es un tema muy trivial. De hecho, según se mire, se comporta de dos formas diferentes.

En primer lugar, no hay fuerza de retardo en ninguna partícula cargada con velocidad constante en el vacío. En esta medida, no se requiere trabajo adicional para mantener una corriente constante a través de cualquier superficie en el vacío.

Sin embargo, en marcado contraste está la presencia de cargas libres en los conductores. Normalmente, cuando un campo eléctrico mi se aplica a través de un conductor, obtenemos una densidad de corriente debido al flujo de carga 'interna', dada por:

j = σ mi
dónde σ es la conductividad. Claramente, σ = 0 en el vacío: los campos eléctricos no provocan espontáneamente el flujo de corrientes. Así, en este sentido, el vacío no es en absoluto un conductor. Incluso los aisladores cotidianos tienen valores bajos pero distintos de cero de σ .

Por lo tanto, la resistencia del vacío es, de hecho, infinita, siempre que definamos la resistencia en términos de la respuesta de los portadores de carga de un material. En este sentido, podríamos decir que es un aislante, no hay portadores de carga.

Te equivocas al atribuir el efecto fotoeléctrico de los electrodos al vacío. El vacío en sí mismo es un conductor perfecto.

No , en el sentido más básico, no es un buen conductor, porque se requieren voltajes muy altos para atravesarlos. Pero , sigue siendo un conductor, porque permite el flujo de corriente.

Compare esto con un diodo, que de manera similar solo permite que fluya corriente (en el mismo sentido básico) si se aplica un cierto voltaje.

Tal comportamiento no lineal excede cualquier cosa que uno describa como básico , pero si la característica basic sensede un conductor es que permite que la corriente fluya, entonces es un conductor de hecho.

La electricidad es un flujo de electrones. Los electrones pueden fluir a través del vacío. El problema de hacer esto en un rango largo es que necesitas una fuerza para que los electrones viajen a través del vacío.

En un CRT, el cátodo se calienta, lo que le da a los electrones la energía que necesitan para escapar del cátodo. Luego, un gran campo eléctrico acelera los electrones libres a través del vacío y hacia un objetivo (pantalla). En este caso, también se utilizan otros campos para dirigir el haz y obtener una imagen óptima.

Si tiene un sistema diferente, imagine un ánodo y un cátodo en el vacío separados por una pequeña distancia, sin que se produzca un calentamiento deliberado, entonces la diferencia de potencial (es decir, energía potencial o voltaje) entre los dos electrodos debe ser lo suficientemente grande como para que el los electrones pueden "saltar" entre ellos. Necesitan saltar porque el vacío es un perfecto aislante y por lo tanto no hay un medio en el que puedan fluir (como a través de un conductor de metal) por lo que deben adquirir toda la energía necesaria para cubrir la distancia antes de que puedan escapar del cátodo. Una brecha más grande a atravesar implica una mayor diferencia de potencial requerida para que los electrones den el salto.

Espero que ayude.

Pero, ¿podemos realmente decir que el vacío (... como en el espacio) es un buen conductor de electricidad en un sentido muy básico?

No, porque el vacío no es un objeto material. La palabra conductor estaba destinada a los cuerpos materiales. Por lo general, no se usa para describir el vacío, porque el vacío no es simplemente un cuerpo diferente del metal o el dieléctrico, sino que es un concepto diferente : la falta de materia.

(Nota de lenguaje: es posible dejar que las cargas pasen a través de él sin resistencia, pero no lo llamaría conductor solo por eso. La conducción está asociada con la influencia del conductor en el movimiento del conductor, dirigiendo el movimiento, que aspira no tiene.)

Para hacer las cosas aún más confusas, en cierto sentido podríamos asignarle al vacío una "resistencia" de 377 ohmios: https://en.wikipedia.org/wiki/Impedance_of_free_space

Conducción de Electricidad en Soluciones, Gases y Vacío https://youtu.be/7q8f-QJlpsA

¿Cuál debería ser la definición de "Electricidad"? http://www.ivorcatt.org/99mcattq.jpg http://www.ivorcatt.co.uk/97rdeat4.htm http://www.ivorcatt.co.uk/x18j100.pdf

Ivor Catt afirma aquí que las cargas eléctricas no "existen". http://www.ivorcatt.co.uk/x0620.htm

  • "De la misma manera que la pendiente de una colina no existe, al no tener materialidad, aunque la colina misma existe, al estar hecha de material físico, así la carga eléctrica y la corriente eléctrica se convierten simplemente en el resultado de la manipulación matemática del borde de una colina". campo (o más exactamente de una corriente de energía ExH)."

  • “Aunque una nube no puede existir sin bordes, los bordes de una nube no existen. No tienen anchura, volumen o materialidad. Sin embargo, se pueden dibujar los bordes de una nube. Sus formas se pueden manipular gráfica y matemáticamente. Lo mismo ocurre con la llamada 'corriente eléctrica'”.

También. por favor vea este experimento de masa de electrones en Youtube. Esta es una transcripción: https://imgur.com/a/luE4CC9

Laboratorio de acción: ¿Pueden ocurrir chispas eléctricas en el vacío? Poner una bola de plasma abierta en una cámara de vacío youtube.com/watch?v=fOwkPbOpQkw
Experimentos eléctricos Roobert33: HV arco voltaico en cámara de vacío Prueba youtube.com/watch?v=WTPL-pm92eo
supuestamente mío: El arco eléctrico en el vacío - Parte 1: youtube.com/watch?v=GS0saABd-1M Parte 2: youtube.com/watch?v=ooWT8RyL0fc
Cita de "Secrets of Cold War Technology" de Gerry Vassilotos imgur.com/a/8bCqh5u
Esto explica cómo la física dio un giro equivocado en la teoría EM: imgur.com/a/0NBcU93
Experimento que ayuda a definir el "Campo de energía radiante": imgur.com/a/OHvAKMk
También en ese último enlace: "Energía radiante producida por circuito de horquilla Tesla de estado sólido". por el maestro ivo

Creo que la parte problemática de la pregunta es la palabra "electricidad", que no es una descripción moderna útil de los fenómenos que rodean la carga eléctrica y los campos electromagnéticos. La carga es un fenómeno que está invariablemente acoplado a la materia. Los campos electromagnéticos son un fenómeno del vacío. Ambos están conectados de manera muy profunda a través de la mecánica cuántica. En última instancia, tanto la materia como la radiación electromagnética son expresiones diferentes del mismo campo cuántico que impregna todo el vacío, pero prácticamente no hay forma de expresar esa conexión correctamente en el nivel de "electricidad" macroscópica. Lo que hace el vacío es permitir que la materia pase a través de él. La materia puede transportar carga, la carga en movimiento es "electricidad", pero en última instancia no es la carga la que transporta energía, sino

La electricidad no es una palabra problemática. Se puede medir y se puede describir teóricamente. Los puntos de vista teóricos del campo cuántico último no parecen ser lo que pregunta Swami.
La electricidad es con lo que se ocupan los electricistas. Los físicos se ocupan de las cargas y los campos electromagnéticos, que en última instancia están conectados por la teoría cuántica de campos. Ese es el problema. Swami está haciendo la pregunta de un electricista y los físicos solo pueden dar la respuesta de un físico.
Electricista es, según un diccionario, una persona cuya ocupación es la instalación, mantenimiento, reparación u operación de equipos y circuitos eléctricos. electricidad - El fenómeno físico que surge del comportamiento de electrones y protones que es causado por la atracción de partículas con cargas opuestas y la repulsión de partículas con la misma carga. - La ciencia física de tales fenómenos. - Corriente eléctrica utilizada o considerada como fuente de energía.
Me parece claro que la pregunta original es sobre lo que tratan los físicos, no sobre lo que tratan los electricistas.
También creo que es importante decir que cuando algo no se puede decir o entender en el lenguaje de QFT, no significa que no sea física. La física es un tema rico.
Estaba tratando de motivar que los físicos no se ocupen de la "electricidad" porque ese no es un término lo suficientemente preciso. Hay electrostática (efectos de cargas que se mueven lentamente) y electrodinámica (prácticamente todo lo demás) y comprenden fenómenos muy diferentes. La "electricidad", en términos sencillos, generalmente se asocia con la electrostática, pero eso no es ni siquiera el uno por ciento de la factura. ¿Puede fluir electricidad a través del vacío? Sí, porque las cargas se pueden mover a través del vacío... pero esa es una forma muy limitada de pensar al respecto debido a todas las otras cosas que suceden cuando lo hacen.

Resumen: (?) El vacío es la ausencia de atmósfera y es una fuerza neutra, que no ofrece resistencia ni conduce al flujo de protones/electrones. El estado de "vacío" no se compara con el estado de "espacio". Cualquier/todo el espacio es una medida física de distancia y puede ser superada por la diferencia óptima de potencial.