¿De qué manera fluye realmente la electricidad?

debido a que las partículas negativas llevan un nombre que suena como «electricidad», algunos principiantes desafortunadamente comienzan a pensar que los electrones son la electricidad, y erróneamente comienzan a imaginar que los protones (¿tienen un nombre mucho menos eléctrico?) no son eléctricos. Algunos libros de texto y de referencia incluso afirman esto, diciendo que la electricidad está compuesta de electrones. Nope, mal. En realidad, los electrones y protones llevan cargas eléctricas de igual fuerza. Si los electrones son «electricidad», entonces los protones también son» Electricidad».,

Ahora todo el mundo me dirá con razón que los protones dentro de los cables no pueden fluir, mientras que los electrones sí. Sí, es verdad… pero solo es cierto para los metales. Y solo es cierto para los metales sólidos. Y solo es cierto para los metales sólidos que no se mueven. Todos los metales están compuestos de átomos cargados positivamente inmersos en un mar de electrones móviles. Cuando se crea una corriente eléctrica dentro de un cable de cobre sólido, que no se mueve, el» mar de electrones » se mueve hacia adelante, pero los protones dentro de los átomos positivos de cobre no lo hacen.,

Sin embargo, los metales sólidos no son los únicos conductores, y en muchas otras sustancias los átomos positivos se mueven, y participan en la corriente eléctrica. Estos varios directores no son nada exótico. Son muy comunes, están a nuestro alrededor, tan cerca de nosotros como sea posible.

flujo de carga No electrónico

por ejemplo, si metiera los dedos en la parte posterior de un televisor de estilo antiguo, sufriría una descarga eléctrica peligrosa o letal. Durante su dolorosa experiencia obviamente hubo una considerable corriente dirigida a través de su cuerpo., Sin embargo, ningún electrón fluyó a través de su cuerpo en absoluto. Las cargas eléctricas en un cuerpo humano están completamente compuestas de átomos cargados positivos y negativos o «iones».»Durante tu electrocución, fueron estos átomos cargados los que fluyeron como una corriente eléctrica. La corriente en su carne era un flujo de átomos positivos de sodio y potasio, cloro negativo y muchas otras moléculas más complejas

moléculas positivas y negativas. Durante la corriente eléctrica, los átomos positivos fluían en una dirección, mientras que los átomos negativos fluían simultáneamente en la otra., Imaginen los flujos como multitudes de pequeños puntos en movimiento, con la mitad de los puntos yendo en una dirección y la mitad en la otra. Las poblaciones de pequeños puntos se mueven entre sí sin que los puntos choquen. Los átomos positivos se comportan como protones que fluyen, pero protones con átomos enteros Unidos. Los átomos negativos se comportan como electrones que arrastran un átomo entero junto con ellos.Algunos de los flujos son-OH iones de agua negativos, y algunos de los flujos son protones reales (aunque generalmente llamamos a estos +h iones de hidrógeno positivos.)

So, inside human flesh …,¿en qué dirección se dirigió realmente la corriente eléctrica? ¿Seguimos las partículas negativas e ignoramos las positivas? ¿O viceversa, siguiendo los aspectos positivos? Hay una respuesta simple, pero primero…

Las baterías son otro ejemplo de conductores No electrónicos o «iónicos». Cada vez que se conecta una bombilla a una batería, se forma un circuito completo, y la ruta de la carga que fluye es a través del interior de la batería, así como a través del filamento de la bombilla y los cables de conexión. El electrolito de la batería es muy conductor., Dentro de la batería, dentro de los químicos húmedos entre las dos placas, los amperios de corriente de la linterna aparecen como un flujo de átomos positivos y negativos. Hay un poderoso flujo de carga eléctrica que pasa a través de la batería, sin embargo, ningún electrón individual fluye a través de la batería en absoluto. Entonces, durante el tiempo en que las cargas fluyen entre las dos placas de la batería, ¿Cuál es la dirección real? No de derecha a izquierda, no de izquierda a derecha, sino en ambas direcciones a la vez., Aproximadamente la mitad del flujo de carga está compuesta de átomos positivos, y la porción restante está compuesta de átomos negativos que fluyen hacia atrás. Por supuesto, en los cables metálicos (sólidos, inmóviles) fuera de la batería, el flujo de partículas real es solo de negativo a positivo. Pero dentro del electrolito húmedo de la batería, el flujo de carga va en dos direcciones opuestas al mismo tiempo. (Y si construyéramos un circuito completamente con mangueras llenas de agua salada, sin conductores metálicos usados, entonces toda la corriente sería bidireccional.,)

las corrientes bidireccionales son comunes

hay muchos otros lugares donde se pueden encontrar este tipo de flujos de carga positivos/negativos. En la siguiente lista de dispositivos y materiales, las cargas eléctricas que se encuentran dentro de los conductores son una combinación de elementos positivos y negativos móviles. Durante una corriente eléctrica, ambas variedades de partículas fluyen una más allá de la otra en direcciones opuestas.,

las corrientes eléctricas POS/NEG de dos vías pueden existir en:

• baterías
• cuerpos humanos
• todos los organismos vivos
• ácidos (principalmente flujo de protones)
• El Suelo
• El océano
• El cielo (ionosfera)
• condensadores electrolíticos
• fundiciones de aluminio
• mercurio líquido y soldadura
• detectores de humo basados en iones
• tanques de galvanoplastia
• conductor de protones de células de combustible y membranas de «ácido sólido»
• geles de electroforesis en investigación (ESP., Pruebas de ADN)
• filtros de aire, precipitadores de humo, flujos de iones de aire
• haces de partículas
• La «corriente del cielo» vertical en la atmósfera
• descarga de gas, que incluye:
  • chispas eléctricas
  • tubos fluorescentes
  • farolas de arco de sodio y mercurio
  • señales de neón
  • li> soldadores de arco
  • tubos de contador Geiger
  • tubos de tiratrón
  • rectificadores de vapor de mercurio

esta lista no es tan corta., De nuevo les pregunto, ¿cuál es la dirección REAL de las corrientes eléctricas? No podemos resolver el problema menospreciándolo, o fingiendo que las corrientes bidireccionales pertenecen solo a algo exótico, o fingiendo que todo está completamente separado de la vida cotidiana. Nuestro propio sistema nervioso se basa en las corrientes bidireccionales. No nos atrevemos a pensar que una corriente en un alambre de metal es «real», mientras que las corrientes en la carne humana de alguna manera no lo son.

Bueno, ¿qué es » current?»

para obtener una idea, examinemos los detalles., Al tratar de entender los circuitos eléctricos y las mediciones eléctricas, necesitamos una forma sencilla de tomar medidas de esta importante entidad llamada «corriente eléctrica.»Pero para medir las corrientes, ¿no necesitaremos primero medir cuánta corriente está compuesta de partículas negativas que van en una dirección y de partículas positivas en la otra? Sí, pero solo necesitamos esta información si queremos saber todo sobre la corriente eléctrica., Los negativos y los positivos que fluyen generalmente no son iguales, y la velocidad de los positivos en una dirección generalmente no es la misma que la velocidad de los negativos en la otra. La corriente eléctrica puede ser complicado!

sin embargo, hay un truco lindo que podemos tirar con el fin de evitar tener que mirar las partículas en absoluto. Y ese truco contiene la respuesta a la pregunta.

Las corrientes eléctricas producen tres efectos principales: magnetismo, calentamiento y caída de tensión a través de conductores resistivos. Estos tres efectos cubren casi todo lo que encontramos en la electrónica., Y estos tres efectos no se preocupan por las cantidades de partículas positivas y negativas, o por su velocidad, su masa, su carga, etc. Si un centenar de partículas positivas fluyen a la izquierda por segundo, esto da exactamente tanto magnetismo, calefacción y voltaje como un centenar de partículas negativas que fluyen a la derecha por segundo. (Nota: Esto se debe a que la inversión de la polaridad de las partículas invierte la corriente, y la inversión de la dirección de la partícula invierte la corriente de nuevo! Dos negativos hacen un positivo., El magnetismo, la calefacción y la caída de voltaje juntos representan casi todas las características que son importantes en los circuitos eléctricos cotidianos. Por lo tanto, en lo que respecta a la mayoría de los dispositivos y circuitos eléctricos, no hace ninguna diferencia si la corriente está hecha de partículas positivas que van en una dirección, o partículas negativas que van en la otra… o la mitad de los negativos que fluyen hacia atrás a través de una multitud de la mitad de los positivos.

En pocas palabras, su amperímetro no se preocupa por la dirección o la velocidad de las partículas que fluyen. No puede medirlos, ni siquiera detectarlos., La definición de «Amperio» no reconoce la velocidad de las partículas, o su dirección o su número.

así que, para simplificar nuestras mediciones y nuestra imagen mental de las corrientes eléctricas, cortamos las partes no utilizadas de la imagen. Miramos a los amperios, no a las partículas que fluyen. Hacemos que las partículas negativas sean positivas, luego agregamos su corriente a las partículas positivas que fluían hacia adelante. Ignoramos su velocidad, y en su lugar medimos solo el caudal: la carga total que fluye por segundo. Dejamos de pensar en la corriente como un flujo de partículas físicas reales., En su lugar, definimos intencionalmente «corriente eléctrica» como un flujo de partículas exclusivamente positivas que fluyen en una dirección particular. No nos importa la polaridad real de las partículas. No nos importa su velocidad, y no nos importa su número. Ignoramos tanto los efectos químicos como los efectos de la velocidad y dirección de las partículas en movimiento. Ignoramos las colisiones entre partículas positivas y negativas. Todo lo que nos importa es la carga neta total que se mueve más allá de un punto particular en el circuito. Los cargos reales son demasiado complicados para lidiar con ellos., ¡No nos importa si alguna corriente dentro de su cuerpo está hecha de partículas mitad positivas, mitad negativas que fluyen en direcciones opuestas!La complejidad añadida nos da muy poca información siempre y cuando solo estemos interesados en la caída de tensión, los campos magnéticos y el calentamiento.

el flujo de partículas es real,» amperios «y» corriente «no es

una vez que comenzamos a ignorar la velocidad y la dirección de las cargas, entonces podemos construir fácilmente instrumentos eléctricos o» amperímetros » que miden la corriente eléctrica convencional en términos del magnetismo que crea el gran flujo…, o por la caída de voltaje que aparece a través de un resistor, o por el aumento de temperatura que se crea en una pieza calibrada de alambre de resistencia. Estos tres tipos de medidores estarán de acuerdo en que una»corriente» es una «corriente» independientemente de las polaridades y flujos de partículas. Entonces podemos usar estos medidores en todas partes. En casi todas las situaciones nos dirán todo lo que podríamos querer saber sobre los flujos de piezas cargadas en cualquier circuito. Un amperímetro podría no ser apropiado cuando se usa en un experimento de física exótica., No pintará la imagen correcta cuando diseñe haces de electrones dentro de tubos de vacío, o flujos de iones en fibras nerviosas. No puede detectar la corriente real; en cambio, solo mide nuestra corriente simple definida convencionalmente. Pero para más del 99% de la electricidad y la electrónica, la dirección de las partículas es irrelevante, y un amperímetro nos dice la llamada corriente «real» mientras oculta los verdaderos flujos de partículas.,

o para decirlo simplemente: pretendemos que las» corrientes eléctricas » siempre están compuestas de partículas positivas de velocidad desconocida, de modo que cualquier corriente negativa se define como partículas positivas que fluyen hacia atrás en lugar de partículas negativas que fluyen hacia adelante.

confundir a los estudiantes durante doscientos años

causamos algunos problemas al elegir una convención de carga positiva. Por ejemplo, ¿qué sucede si todos pasamos muchos años pensando en términos de tal «corriente eléctrica simplificada»?»¿ Podríamos eventualmente empezar a creer que este concepto sobresimplificado de corriente eléctrica positiva es REAL?, Sin embargo, no es real, es simplemente una forma de simplificar las cosas. Hay una diferencia genuina entre la imagen simplificada y los flujos de partículas reales. Los amperios dentro del agua salada y los metales no coincidirían con una imagen visual de partículas en movimiento. Pero si realmente creemos que los amperios son reales, podríamos comenzar a dudar de la existencia de cargas fluidas. Podríamos empezar a ver la» corriente eléctrica » en sí misma como una especie de cosa abstracta, invisible, difícil de imaginar. Podríamos perder de vista los hechos de que la corriente eléctrica es un flujo real de materia., Podríamos perder de vista el hecho de que hay partículas reales y visibles que fluyen dentro de ese circuito, o que estas partículas tienen una velocidad, masa y dirección promedio reales.

debido a que los «amperios» son tan increíblemente útiles, la interpretación simplificada de la corriente toma el control y se vuelve más real que la realidad. Nos permite entender partes de la ciencia física que de otra manera podrían ser demasiado complicadas de imaginar. Pero al dejar que las cargas positivas se apoderen, quedan algunas preguntas persistentes, como «¿de qué manera fluye realmente la electricidad?»(grin!)