¿Cómo viaja la electricidad?

La explicación más simple es la analogía que utilizan la mayoría de los libros de texto. La planta motriz genera una diferencia de potencial entre la línea caliente y la neutra. La electricidad, es decir, los electrones, quiere viajar de tal manera que reduce la energía potencial. La fuerza experimentada por los electrones es causada por la diferencia de potencial. La analogía con esto es una bola rodando por un plano inclinado.

Comentarios

• Sí. Reducir la energía potencial. Gracias. Respuesta original editada.

Yo … quiero saber cómo viaja [la electricidad] en los postes de servicios públicos .

Esta es una pregunta interesante y muchos aspectos de la respuesta son sorprendentes la primera vez que la escuchas / lees.

En primer lugar, nada realmente viaja a través de los cables de los postes desde la planta de energía a su hogar.

Lo que se mueve físicamente no es la «electricidad» sino las partículas cargadas, en el caso de los cables de metal en los postes de servicios públicos, estos son electrones que no están fuertemente unidos a los átomos de metal. Estos se denominan «electrones libres» porque pueden moverse más fácilmente.

Los electrones se mueven rápidamente y rebotan mucho porque el metal tiene una temperatura de cientos de grados por encima del cero absoluto. Con lo que me refiero a la temperatura exterior normal.

La planta de energía aplica una fuerza fuerte a los electrones que rebotan, lo que hace que, en promedio, se desvíen muy lentamente en una dirección durante unos 0,02 segundos y luego los haga desplazarse. retroceda en la dirección opuesta durante 0,02 segundos. Esto se llama corriente alterna (CA)

El movimiento de los portadores de carga (en este caso los electrones) se llama corriente eléctrica. Medimos la corriente eléctrica en unidades llamadas Amperios. Una corriente de 1 amperio se define como la corriente de 6,241,000,000,000,000,000 de electrones que pasan cada segundo. Sin embargo, en el caso de nuestra corriente alterna, la cantidad neta de electrones que pasan es más difícil de medir porque después de un segundo de ir y venir, en su mayoría están de regreso donde comenzaron (aproximadamente hablando). Así que promediamos el movimiento calculando la corriente cuadrática media (RMS), lo que facilita un poco la aritmética posterior.

La fuerza que hace que los portadores de carga se desplace lentamente es una fuerza producida por lo que se llama un campo eléctrico. Podemos medir la fuerza de este campo como un potencial eléctrico medido en voltios (por lo que lo que se mide se llama voltaje).

El resultado es que la planta de energía convierte alguna forma de energía como la energía química o la energía potencial gravitacional en energía eléctrica y los postes de servicios públicos hacen que esta energía esté disponible en su hogar (pero no piense la energía siempre viaja dentro de los cables; esto también es un malentendido )

Comentarios

• A veces uso un tren de carga como analogía: la vía es como el cable, los vagones son como los electrones libres, la fuerza entre un vagón y el siguiente es como el voltaje, etc. Cuando el motor comienza a tirar de una milla de largo tren, el " noticias " que el tren se mueve tarda aproximadamente un segundo en llegar al último vagón — órdenes de magnitud más rápido que la velocidad real del motor en ese momento.
• Buena respuesta, tengo algunas adiciones, para enfatizar aún más sus puntos: 1. Incluso si las líneas eléctricas fueran CC, la velocidad de deriva lenta de los electrones (~ mm / s) significa que el electrón de la planta de energía necesitaría en la escala de un año (asumiendo una distancia de 100 km) para llegar a su casa. 2. Entonces, lo que realmente hacen los cables eléctricos es " guiar " el campo electromagnético. La transferencia de energía desde la planta de energía a su hogar se logra en realidad a través de todo el espacio que nos rodea (como se puede verificar al considerar el vector de Poynting: para una carga óhmica, apunta hacia adentro, ¡para una batería, apunta hacia afuera!).

La planta de energía genera una diferencia de potencial. Este potencial provoca un campo eléctrico. Ahora sabemos que todo conductor tiene electrones libres. Entonces, estos electrones libres del conductor experimentan una fuerza $ (F = eE) $, que se llama fuerza electromotriz. Esta fuerza da una velocidad de deriva a los electrones libres y los electrones se mueven a través del cable conductor. Sabemos que la corriente fluye en dirección opuesta a los electrones en movimiento. Entonces, una corriente fluye debido a este movimiento de electrones en la diferencia de potencial.

En este proceso, la corriente eléctrica fluye a través del conductor de un lugar a otro debido a la diferencia de potencial generada por la planta de energía.

Comentarios

• " Sabemos que la corriente fluye en dirección opuesta a los electrones en movimiento. " Sería mejor decir: " Hace 150 años, las personas que no sabían que la corriente en los metales era transportada por partículas cargadas negativamente, definido corriente para tener la dirección opuesta a los movimientos del electrón ' s. " En otras palabras: la dirección de la corriente que definimos es completamente arbitrario, la corriente real son los electrones en movimiento.
• sí, tienes razón.
• " sabemos que cada conductor tiene electrones ": esto es cierto para los conductores metálicos comunes, pero hay muchos tipos de conductores donde los portadores de carga no son electrones libres. Entonces tu declaración es falsa. Sugiero cambiar " cada " a " metal ".
• Creo que normalmente la palabra " conductor " se usa para definir conductor metálico, no un semiconductor o superconductor. Y también utilizo la palabra " conductor " para definir conductor metálico. Debe tener en cuenta que aquí la pregunta es " cómo los viajes actuales forman la planta de energía a nuestra casa. Por lo tanto, es una cuestión de electricidad y, en general, usamos la palabra " conductor " para indicar conductor de corriente metálico. @ RedGrittyBrick
• Entonces, ¿son los metales los únicos materiales con portadores de carga móviles en su banda de conducción de átomos / iones?