¿Qué componentes cotidianos involucran flujos de carga que no son electrones?

Me gusta esta explicación de por qué no hay nada de malo en que la corriente convencional sea la dirección opuesta a la corriente de electrones . Menciona las baterías y las bombillas fluorescentes como dos casos en los que la corriente no es un flujo de electrones. (Además del flujo de iones en los seres humanos y el flujo de protones en el hielo de agua, aunque no son componentes eléctricos). ¿Qué otros componentes eléctricos involucran flujos de carga que no son electrones? ¿Esto sucede en el electrolito de los condensadores electrolíticos?

Por el tema de la teoría de los electrones sabemos que los metales emiten electrones fácilmente y los semiconductores y electrolitos los emiten con gran dificultad. De hecho, los electrones en el electrolito no están libres, sino que están unidos en iones . http://www.electronics-tutorials.com/basics/polarization-capacitor.htm

¿Los agujeros en los semiconductores realmente cuentan, ya que no son partículas físicas?

Ahora, esto se vuelve confuso cuando llegas a la teoría de semiconductores, y entiendo tu problema. Puedo nombrar un caso muy importante. Cuando se trabaja con bombas de carga en el cuerpo humano . Muchos lugares en biología el flujo de carga es positivo. Al tomar una clase de modelado biomédico para EE, a menudo tuvimos un flujo de carga positivo.

Podemos volvernos más locos, ¿y si tienes cáncer? Hay muchas opciones, a veces escoges la radiación. Existe radiación de fotones, ¿qué pasa con la radiación de protones ? La cantidad de protones que envían se mide en amperios. ¿Por qué? Partículas cargadas positivamente por segundo (disfruta el juego de palabras).

La parte importante aquí su partícula hace un problema. Si los electrones se cargaran positivamente, la mayoría de la gente pasaría por debajo de la alfombra. El hecho de que estén cargados negativamente hace que las personas piensen en lo que realmente significa.

Si realmente te pones a la física es solo una convención de signos y es un problema de baja categoría. Si desea asignarles una carga positiva, hágalo, sea coherente internamente y no publique nada y nadie será más sabio.

Lo más importante es que si los electrones se cargaran positivamente no tendríamos un nombre tan bueno para el positrón . Yo personalmente no viviría en un mundo donde el negatrón es una partícula.

Neuronas ! @Kortuk tocó esto al mencionar las bombas de carga biológica. La carga se transfiere en ráfagas llamadas potenciales de acción , creadas por una reacción química local que aumenta la concentración de iones (Na ⁺ ) y viaja a lo largo de las neuronas (está bien, es un poco más complicado que eso, pero creo que todos tenemos la idea).

Galvanoplastia ! Los aficionados a la electrónica sabemos mucho sobre esto debido al recubrimiento de PCB (níquel, oro, mezclas, etc.), pero se usa en todos los ámbitos de la industria y las artes: el galvanizado, el recubrimiento de oro y otros depósitos de metales se realizan para impermeabilizar, proteger contra la oxidación , factor de fantasía, coloración, anodización, conductividad, como un paso intermedio antes de la deposición de otros materiales, como polímeros, y cambios de reactividad química (que no sean la protección contra la oxidación). De nuevo, este es el movimiento de iones. También hay muchos electrones involucrados.

Flujo de corriente debido a la transferencia de iones en las tuberías : por ejemplo, en las tuberías de agua potable de nuestra ciudad hay una concentración de iones (cloro, flúor , etc.). A medida que fluye a través de las tuberías, es electricidad, el movimiento de carga, y a menudo crea problemas para los sensores magnéticos sensibles.

Los fotones crean diferenciales de carga . Desde la radio hasta los rayos gamma, utilizamos todo el espectro electromagnético al convertir la energía eléctrica en fotones, y luego nuevamente en electricidad * en la antena del receptor. Los fotones excitan los electrones de valencia (son absorbidos) con suficiente energía para golpear la banda de conducción creando un par de electrones. Hay otros mecanismos, pero los arruinaré si trato de explicarlos.

Muchos doohickeys y thingamabobs tienen una carga no neutra, y su movimiento en relación con un objeto con carga diferencial crea un campo electromagnético. La descripción canalizada y grupal de este efecto es la electricidad. Los electrones están en todas partes y son realmente livianos, son fáciles, por lo que nos abusan para hacer el trabajo eléctrico más duro la mayor parte del tiempo.

* ^{Se está trabajando para crear circuitos basados ​​totalmente en fotónica, pero realmente no soy la persona adecuada para presentarlo.}

Sí, también me gustan las formas en que William Beaty explica "¿De qué manera fluye realmente la" electricidad "?" y la distinción entre el flujo de partículas cargadas (casi siempre muy lento) y el flujo de energía eléctrica (casi siempre muy rápido).

(Por desgracia, esta no es realmente una respuesta a su pregunta, sino una respuesta a algunas de las respuestas).

La única forma en que puede mover las cargas positivas (en lugar de la ausencia de cargas negativas, si vamos a diferenciar eso) es mediante el transporte de núcleos atómicos.

Sí, así es exactamente cómo se mueve la carga positiva. En un conductor de protones como el hielo, puede pensar en las cargas positivas en movimiento como núcleos de hidrógeno.

"En una estructura sólida o cristalina, el flujo de cargas positivas será extremadamente lento y posiblemente dañino"

Si. Además, el flujo de electrones también es sorprendentemente lento y a menudo dañino. Las partículas cargadas que se mueven a través de los sólidos son típicamente muy pequeñas: electrones en un metal, protones en un conductor de protones.

Por otro lado, partículas cargadas bastante grandes, tanto positivas como negativas, fluyen a través del electrolito de la batería (líquido) y durante la descarga de incandescencia eléctrica (gas).

bombillas fluorescentes

Algunas personas afirman que la corriente en las bombillas fluorescentes es de hecho el flujo de electrones .

Sí, durante la breve fracción de segundo cuando se aplica energía por primera vez a un tubo "frío", los electrones son las únicas partículas cargadas disponibles.

Cuando se inicia por primera vez un tubo "frío", el cátodo (porque es de metal) tiene muchos electrones "libres" móviles disponibles y, sin embargo, el tubo tiene una resistencia muy alta.

Más tarde, después de golpear un "arco" eléctrico ( descarga de incandescencia eléctrica ), durante el funcionamiento normal de una bombilla fluorescente o luz de neón, hay muchos iones cargados disponibles. Como el tubo tiene una resistencia mucho más baja en ese momento, (a) los tubos fluorescentes requieren lastre, y (b) se nos lleva a la conclusión de que la mayor parte de la corriente involucra iones cargados en lugar de electrones.

Cuando una lámpara fluorescente "funciona desde CC, el interruptor de arranque a menudo está dispuesto para invertir la polaridad del suministro a la lámpara cada vez que se enciende; de ​​lo contrario, el mercurio se acumula en un extremo del tubo". - Wikipedia

Esto es evidencia de que los iones de mercurio cargados se mueven físicamente en una lámpara fluorescente.

En el plasma (utilizado en varios procesos tecnológicos para depositar películas delgadas y materiales de grabado), tanto los electrones como los iones realizan la conducción. Las pistolas de iones, como su nombre indica, usan iones acelerados en el vacío utilizando un campo eléctrico muy secuencial (de forma similar a cómo funcionan las pantallas de tubos de rayos catódicos) para grabar material o implantar los iones en una escala muy pequeña (escala de nano a micrómetro) .

Los agujeros en los semiconductores son solo electrones. Es solo que hay tantos electrones inmóviles en el semiconductor dopado con p que los agujeros se destacan y nos permiten hacer la teoría. En realidad, los electrones (dejando huecos vacíos detrás de ellos) siguen siendo las partes móviles.

Dependiendo de la definición de 'flujo de carga':

Sus enchufes de pared y cualquier otra cosa que involucre voltaje de CA. La velocidad de deriva de electrones es cero en el nivel macro, en el nivel micro los electrones se tambalean hacia adelante y hacia atrás y, por lo tanto, tienen una velocidad de deriva diferente de cero en un punto particular en el tiempo. La energía se transfiere a través de ondas EM en los circuitos de CA. En la práctica, siempre hay un pequeño desplazamiento de CC, por lo que hay una deriva de electrones de "escala macro" por los cables. Sin embargo, no es el mecanismo principal del flujo de corriente y es muy lento, como una pulgada por día, dependiendo del desplazamiento. Puede, correctamente, argumentar que los electrones siguen siendo los portadores de carga aquí, pero supongo que no describiría esto como un flujo de carga.

Incluso pensar en la corriente puramente como flujo de electrones bajo voltaje de CC no es una forma buena o precisa de pensarlo. La velocidad de deriva de los electrones es muy lenta, dependiendo del voltaje y, por supuesto, del material que puede ser de pulgadas por hora . Por supuesto, sabemos que la 'electricidad' se mueve mucho más rápido que esto, porque la corriente es el resultado de una especie de 'choque' de la carga a lo largo del conductor en lugar de requerir que un electrón específico 'fluya' por todo el conductor.

En los condensadores electrolíticos, los portadores de carga primaria son iones.

Capacitor electrolítico.

El dieléctrico tiene corrientes que "fluyen" en él ...

Aluminio

En el proceso más común de convertir aluminio natural (AL2O3 completamente oxidado) en aluminio metálico más útil, los trabajadores colocan óxido de aluminio en criolita fundida, que produce iones libres de Al3 + y O2-. Luego, un voltaje a través de dos electrodos de carbono atrae los iones Al3 + al electrodo negativo (cátodo), donde se convierte en Al puro líquido sin carga y se hunde en el fondo, donde se extrae.

(El aluminio es el átomo metálico más abundante en la corteza terrestre. El aluminio metálico es ahora un material doméstico común y cotidiano, se utiliza en muchos componentes eléctricos, y el proceso de fabricación de aluminio utiliza una fracción significativa de toda la energía eléctrica producida todos los días. Pero ¿esto realmente califica como un "componente diario"?)