Pregunta ingenua sobre las baterías

Pido disculpas por la ignorancia que estoy seguro está incrustada en esta pregunta, pero me gustaría entender el punto exacto en el que el siguiente argumento falla:

1) Una batería (digamos una batería de linterna ordinaria) mantiene un voltaje entre sus terminales positivo y negativo.

2) La única forma de mantener un voltaje es manteniendo una distribución de carga. Por lo tanto, al menos uno de los terminales de esa batería lleva una carga neta distinta de cero.

3) Si una terminal tiene una carga neta distinta de cero, debería poder usarla para recoger un clip.

Sin embargo, las pilas de mi linterna no recogen clips. ¿Es porque la carga es demasiado pequeña o porque (al menos) uno de mis tres puntos está terriblemente equivocado?

Su clip es eléctricamente neutro.
Richard Terrett: Sí, mi sujetapapeles es eléctricamente neutro, pero habría pensado que un (digamos) terminal cargado positivamente atraería electrones hacia el extremo cerrado del sujetapapeles, con lo cual ese extremo adquiriría una ligera carga negativa, llevándolo para pegarse a la terminal.
Richard Terrett: Si, no obstante, dice que me equivoco en el punto 3), me gustaría saber si es cierto que los terminales de mi batería tienen cargas netas distintas de cero (cuando, por ejemplo, la batería está almacenada en un cajon).
WillO tiene razón, @Richard está equivocado. Habrá una carga superficial inducida en el sujetapapeles para "proteger" el interior del sujetapapeles del campo eléctrico de la batería. Y el clip de papel será atraído por el terminal de la batería. La fuerza debe ser muy pequeña. Puede mover partículas con cargas estáticas, consulte sciencefair-projects.org/physics-projects/… por ejemplo.
Si hubiera una carga en los terminales, entonces los terminales opuestos de dos baterías se atraerían entre sí. Lo más probable es que la parte 2 no sea correcta.
@mwengler, en el enlace, tenga en cuenta que no son conductores en movimiento.
@mwengler: punto tomado, sin embargo, esta polarización es insuficiente para sostener un clip contra la gravedad. Si no recuerdo mal, las diferencias de potencial involucradas en la estática cotidiana son del orden de kilovoltios. Supongo que mi comentario es irrelevante, ya que incluso si el clip estuviera cargado, se neutralizaría tan pronto como entrara en contacto con la batería.
@AlfredCentauri no se necesita movimiento. En electrostática, una carga superficial va a la superficie de un metal cada vez que se expone a un campo eléctrico. Esto debe suceder para que el campo eléctrico neto dentro del metal, un conductor, sea cero. El campo de la carga superficial cancela exactamente el campo externo, de lo contrario, el campo dentro del conductor sería el campo externo, distinto de cero, y ese campo haría que las cargas en el conductor se movieran... hasta que encontraron una configuración con no hay campo neto en el conductor.
@kbeta Los terminales opuestos de dos baterías se atraen entre sí. La fuerza de atracción es increíblemente pequeña cuando se usan baterías. Mira el electroscopio . Si construyes una versión de dos terminales en la que cada terminal tiene una sola hoja de oro colgando y conectas las terminales a las terminales opuestas de una batería de voltaje lo suficientemente alto, verás que las hojas de oro se desvían HACIA la otra.
@mwengler, no escribí claramente. Estaba respondiendo al enlace y la oración "puedes mover partículas con cargas estáticas" y mi comentario debía entenderse como "(en el enlace) no están moviendo conductores con cargas estáticas " . De todos modos, he reconocido el error en mi razonamiento y, por lo tanto, el punto es realmente discutible.
Muchas gracias a mwengler por los múltiples comentarios útiles.

Respuestas (1)

El comentario de Richard Terrett da la respuesta correcta: Richard, deberías publicarlo como respuesta para que la gente pueda votarlo.

De hecho, una batería tiene un exceso de carga en sus terminales, y la carga viene simplemente dada por la ecuación habitual Q = CV, donde C es la capacitancia de la batería y V el voltaje. Sin embargo, tanto la capacitancia como el voltaje de una batería doméstica típica son pequeños, por lo que la carga neta es insignificante.

Sin embargo, la razón por la que una batería no recoge trozos de papel es que el voltaje es pequeño. Si haces el truco habitual de las fiestas de frotar un globo con un jersey, puedes cargar el globo a varios miles de voltios. Si solo cargara el globo a 1,5 V, no recogería pequeños trozos de papel y mucho menos un clip.

@Richard no La respuesta de Richard no es correcta. La fuerza de Debye es un ejemplo de cómo un momento dipolar inducido (separando las cargas + y - en un objeto eléctricamente neutro en equilibrio) permite que un objeto neutro sea atraído por una carga.
mwengler: Tomé a John Rennie en el sentido de que usted (o tal vez Richard después de que usted lo corrigió) tenía razón y supuse que simplemente había escrito mal. Su respuesta indica que a) una batería tiene un exceso de carga en sus terminales, b) ese exceso de carga, en principio, debería ser capaz de mover una pieza de metal, pero c) la cantidad de exceso de carga es, en principio, demasiado pequeña para mover cualquier cosa. tamaño de un clip de papel. Creo que ahora todo el mundo está de acuerdo en todo esto. ¿Sí?
Sí, creo que todos estamos de acuerdo :-) Mi punto sobre el comentario de Richard fue que identificó correctamente que era el potencial de kilovoltios lo que permite que los globos cargados, etc., recojan objetos.
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