¿La electricidad toma el camino de menor resistencia?

¡La electricidad toma el camino de menor resistencia!

¿Es correcta esta afirmación?

Si es así, ¿por qué es así? Si hay dos caminos disponibles, y uno, por ejemplo, tiene una resistencia, ¿por qué la corriente correría solo por el otro camino y no por ambos?

Como indican las respuestas, la corriente fluirá a través de todos los caminos, con más corriente fluyendo a través de los caminos de menor resistencia. Pero a menudo, cuando las personas dicen que "la electricidad toma el camino de menor resistencia", están discutiendo una circunstancia en la que los caminos difieren drásticamente en resistencia, como una mano mojada frente a un espacio de aire. Cuando una ruta tiene una resistencia mucho, mucho mayor, prácticamente toda la corriente fluirá a través de la otra ruta.

Respuestas (10)

No es verdad. Para ver esto, puedes intentar un experimento con algunas baterías y bombillas. Conecta dos bombillas de diferentes potencias (es decir, con diferentes resistencias) en paralelo con una sola batería:

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|                     |                   |
Battery              Bulb 1              Bulb 2
|                     |                   |
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Ambas bombillas se encenderán, aunque con distinta intensidad. Es decir, la corriente fluye tanto a través del que tiene más resistencia como a través del que tiene menos resistencia.

¿Puede verse esto describiendo que la bombilla con menos resistencia alcanza un punto de saturación, después del cual los caminos conductores se vuelven igualmente resistentes? ¿Quizás "punto de saturación" es un nombre inapropiado y cada bombilla debe verse como que tiene infinitos puntos de saturación, infinitesimalmente pequeños, pero con diferentes tasas de saturación?

No. La afirmación no es correcta. La corriente tomará cualquier camino que esté disponible para ella. Lo que significa que incluso puede tomar el camino de filtrarse del cable al aire circundante, lo que se ve como chispas cuando ocurre la ruptura dieléctrica del aire. Lo que pretende decir quizás es por qué la corriente se distribuye en la relación inversa de las resistencias, dada la misma diferencia de potencial entre diferentes elementos resistivos.

Ley de Ohm yo = V R explicaría lo que usted está preguntando. Dado un potencial común, la cantidad de corriente que fluye a través de un elemento resistivo es inversamente proporcional a la resistencia. Esto significaría, y con suerte responderá a su pregunta, que un camino de menor resistencia tendrá más corriente fluyendo a través de él y viceversa. (Normalmente, la resistencia del aire es tan alta que la corriente que toma ese camino y se escapa del cable es insignificantemente cero en circunstancias normales).

Para una explicación más completa, las corrientes (y los voltajes) se distribuyen para minimizar la potencia total disipada como calor. Esto es consecuencia de hacer estacionaria la acción de un sistema disipativo.

t 1 t 2 ( L + W ) d t

Aquí W es el trabajo virtual realizado por elementos disipativos (resistencia, capacitancia, inductancia, etc.) y L es el sistema dinámico libre de disipación

Para una alternativa, este enlace explica cómo la Ley de Ohm corresponde al Principio de tiempo mínimo de Fermat.

La "menor resistencia" puede interpretarse como la menor generación de calor. Puede haber tal principio, al menos puedo mostrarlo para el ejemplo de @Ted Bunn para que la respuesta sea "sí". La mayor dificultad para formular principios extremos es especificar las restricciones. Elegí corriente fija, porque no veo una forma de fijar el voltaje para el modelo en cuestión sin arreglar todo lo demás.

En cualquier caso, creo que reformular la menor resistencia como la menor disipación bajo ciertas restricciones es una dirección correcta.


Lo que tienes son dos bombillas conectadas en paralelo. Arreglemos la corriente general. yo a través de las bombillas en lugar de voltaje tu . Ese es un caso en el que debe empujar una cierta cantidad de electricidad a través del sistema. En este ajuste las corrientes en las bombillas yo 1 y yo 2 sería minimizar la disipación de calor:

{ yo 1 + yo 2 = yo , yo 1 2 R 1 + yo 2 2 R 2 min

Usando multiplicadores de Lagrange:

{ yo 1 + yo 2 = yo , d [ yo 1 2 R 1 + yo 2 2 R 2 + λ ( yo 1 + yo 2 yo ) ] = 0

lo que lleva a

yo 1 R 1 yo 2 R 2 = 0

Así habiendo asumido la extremalidad de la distribución de corriente llegamos a la distribución que está en armonía con la ley de Ohm. Se puede comprobar que corresponde al mínimo de disipación de calor.

Esta es una buena respuesta, pero la generación de menos calor no es lo que la gente suele querer decir con la declaración. Se refieren a la declaración incorrecta que otros han interpretado como.

La afirmación es correcta si la interpreta como que hay una corriente más grande en el camino que tiene una resistencia más baja, cuando ambos caminos tienen el mismo voltaje a través de ellos . ( Esto no significa que el camino con mayor resistencia no tenga corriente, solo menos corriente, como muestra el ejemplo de Ted Bunn )

Puedes entender esto pensando en la situación análoga de una tubería larga que se bifurca en dos ramas y vuelve a converger. Suponga que la tubería está llena de agua y hay una diferencia de presión (digamos usando una bomba) entre los dos extremos de la tubería. Una de las ramas es como el resto de la tubería, mientras que la otra rama está revestida con, digamos, ruedas que aumentan la resistencia y hacen que el agua fluya más lentamente en esa rama.

La diferencia de presión en ambas ramas es la misma (al igual que el voltaje entre dos resistencias eléctricas paralelas es el mismo), pero el agua fluye a mayor velocidad en la rama sin las ruedas, al igual que hay una corriente mayor (velocidad de flujo de electrones ) en el camino con menor resistencia.

Sospecho que la declaración estaba destinada a ser sobre descargas eléctricas a través de rupturas dieléctricas. Como rayos, etc. Como tal, tiene una validez parcial, en el sentido de que es más probable que golpee un árbol alto que uno bajo. Pero la realidad es que la ruptura dieléctrica es un proceso caótico, por lo que los rayos parecen bifurcados en lugar de tomar un camino recto. Una vez que obtiene ionización a lo largo de un camino, fluye más corriente a lo largo de él, lo que provoca más ionización, y así sucesivamente.

Para circuitos simples que no dependen de la ruptura, es una simple cuestión de resistencia/impedancia, y la corriente se distribuirá entre múltiples caminos como se describe anteriormente. Pero para una situación de avería, cualquier camino que se conecte primero a menudo toma toda la corriente.

Esta expresión "toma el camino" representa un proceso que involucra alguna selección (solo aparentemente), por ejemplo, chispas eléctricas. Tu interpretación es la correcta, Omega +1

Si abre el agua en su fregadero, sale por la boquilla, no por la tubería (a menos que tenga una fuga). O en el caso de un cohete, si enciende el combustible, sale por la abertura. Todos estos tienen el camino de menor resistencia, si tienes dos caminos diferentes, el flujo de energía pasará por ambos hasta que uno de los caminos tenga demasiada resistencia, entonces el flujo de energía pasará por un solo camino. Lo mismo se aplica básicamente a los circuitos eléctricos.

En realidad, la corriente fluye en cada cable conectado a su camino. Puede haber diferencia en la cantidad de corriente que fluye a través de diferentes cables.

Eso es cierto para todos los casos, excepto cuando un cable conectado en su camino sin resistencia o nada (bombilla, resistencia) está conectado a él. En este caso, la corriente fluirá solo a través de este camino, dejando todos los demás

Esto es totalmente incorrecto.

La declaración no es cierta. La electricidad pasa por todos los caminos posibles ya sea que la resistencia sea alta o baja. Solo la diferencia es que la corriente es más en la que la resistencia es menor. Esta es una implicación directa de la ley de Ohm.

La electricidad toma el camino de menor resistencia. ¿Es correcta esta afirmación?

La gente a menudo no entiende lo que significa el camino más corto. Si tengo un pararrayos conectado a un cable que tiene una ligera curvatura, la gente todavía cree que la corriente seguirá el cable hasta la Tierra y se sorprenden cuando el voltaje salta a un árbol a 15 pies de distancia. Estamos hablando aquí de millones de voltios y cientos de miles de amperios. A estas frecuencias, la ligera curva presentará una enorme impedancia a la corriente y el árbol es mucho más atractivo a pesar de la distancia.

Por cierto: cuando se golpea un pararrayos, no está haciendo su trabajo. Tiene un punto y se sabe que los electrones se acumularán alrededor de este punto y, dado que el rayo es negativo, se repelerán. Ese es el principio del funcionamiento de un pararrayos.

Yo... no estoy de acuerdo con lo de los pararrayos...

Esta afirmación es verdadera y una consecuencia directa de la 5ª Ley de la Termodinámica, las Relaciones de Onsager por las cuales Lars Onsager de Yale recibió el Premio Nobel en 1968.

En un circuito eléctrico, para CC, la corriente toma el camino de menor resistencia; Para CA, toma el camino de menor inductancia (impedancia). Entonces, un pulso de voltaje hará que la distribución de corriente esté determinada por la inductancia de la ruta y luego terminará con la distribución determinada por la resistencia.

En una placa de circuito, esto es fundamental ya que el plano de tierra asegura que las diferencias entre estas dos rutas de distribución sean mínimas.

-1 La declaración es en realidad falsa y -1 la inductancia y la impedancia no son lo mismo.