¿La electricidad pasa de negativa a positiva o viceversa?

10

Es de conocimiento común que los electrones fluyen de negativo a positivo, pero he notado que a menudo se ignora la dirección de la corriente. Por ejemplo, la resistencia a menudo se coloca DESPUÉS del LED, o el diodo se coloca en la dirección opuesta. ¿Por qué a menudo se ignora la dirección del flujo en la electrónica?

current

14

Poner la resistencia antes o después del LED no tiene nada que ver con qué dirección fluyen los electrones o la corriente.

— Olin Lathrop

3

Y NUNCA se ignora la dirección de la corriente, simplemente se toma comúnmente como lo opuesto al flujo de electrones.

— clabacchio

2

Enchufe descarado! (Casualmente, también he abordado su pregunta sobre resistencias )

— BlueRaja - Danny Pflughoeft

3

¿En qué dirección fluye el vacío en una manguera de aspiradora?

— supercat

"Electricidad" como una frase se parece mucho a "mecánica"; Es un área de física. La física no fluye a ningún lado. Pero podríamos decir que fluye una corriente eléctrica .

— ntoskrnl

13

Los electrones tienen una carga negativa. La corriente es Coulombs por segundo. Los culombios son positivos, por lo que un coulomb que se mueve en una dirección en realidad es causado por electrones que se mueven en la otra dirección en el meta.

Cuando hablamos de corriente, estamos discutiendo el flujo de partículas de carga positiva. Si el flujo de corriente está hecho de partículas negativas que fluyen en la dirección opuesta, no hay diferencia, son dos negativos que se cancelan. Es solo un caso de matemática y convención de signos.

La única vez que prestas atención a los portadores reales es en algo así como un semiconductor donde necesitas saber qué sucede mientras viajas desde los portadores de electrones en los "agujeros" de la banda de conducción en la banda portadora. Los agujeros son portadores de carga positiva, pero eso se debe a que estamos contando la ausencia de un electrón, la corriente real todavía está compuesta por muchos electrones que se desplazan lentamente.

¿La corriente es siempre electrones?

En realidad, si alguna vez modela sistemas eléctricos en el cuerpo, encontrará que puede modelar con precisión una neurona usando una red de transistores y demás. Gran parte de la corriente se relaciona con iones como el potasio. Esto significa que realmente tienes movimiento de artículos de carga positiva. Todavía se dibuja como un esquema porque no importa cuál sea el portador de carga, siempre y cuando su esquema modele bien las propiedades eléctricas.

¿El electrón está moviendo el poder?

A menudo la gente piensa que tu poder que estás enviando es el electrón. En realidad estás enviando señales electromagnéticas. Puede reducir la velocidad de su señal (es decir, la potencia) que se propaga por un largo par de cables (uno la señal y el retorno de la señal) cambiando el dieléctrico entre ellos. Esto significa que dos cables de cobre sin blindaje que se encuentran en el espacio realmente tendrán su señal viajando cerca de la velocidad de la luz. Su cable coaxial probablemente viajará muy cerca de dos tercios de la velocidad de la luz. La deriva de electrones es una función del campo eléctrico que está presente. Si tuviera que medir qué tan rápido se desplazan los electrones, lo encontrará en el orden de unos pocos metros por segundo.

— Kortuk
fuente

Como me han enseñado, los electrones viajan a la velocidad de la luz; pero, para formar la corriente, el movimiento efectivo es la derivación de estos electrones, aunque es más rápido porque la señal no es enviada por el electrón que viaja a través del cable sino por una señal electromagnética que hace que todos los electrones se muevan juntos. Más o menos.

— clabacchio

@clabacchio Eso es más o menos correcto. La velocidad de la señal electromagnética que baja por el cable es del orden del 40 al 90% de la velocidad de la luz. Pero la velocidad a la que se mueven los electrones reales, llamada velocidad de deriva, es de alrededor de varios milímetros por segundo.

1

@clabacchio, los electrones no se mueven a la velocidad de la luz, pero como dice David, eso coincide bastante. Tienen una velocidad de deriva neta, pero son una partícula en un atasco de carretera.

— Kortuk

@Kortuk Admito mi ignorancia sobre esto, pero no sé cómo se mide esa velocidad, ya que para el principio de Heisemberg no se puede observar un electrón sin interferir con él.

— clabacchio

@clabacchio, director de Heisenberg, afirma que no se puede conocer la posición y la velocidad con más de un cierto nivel de precisión. No indica que no puede medir ambos, solo que habrá cierta inexactitud. Los electrones comienzan a acelerarse y luego normalmente interactúan con otros átomos en el metal. En física de dispositivos, a menudo calcula la ruta libre media . Esto lleva a determinar la velocidad de deriva . Espero que esto ayude un poco.

— Kortuk

11

Como notó, las personas a menudo no saben y no les importa. Afortunadamente, para el 99% de las personas no importa. La convención es que fluye de + a -, y es útil para todos los ingenieros cumplir con esa convención simplemente para facilitar la conversación con otros ingenieros.

Las únicas personas a las que realmente les importa son las personas que diseñan chips (no las personas que diseñan CON chips) y algunos físicos. Algunas personas creen que realmente es importante, pero generalmente son los borrachos pedantes en las fiestas de fraternidad con las que nadie quiere estar.

Para el registro, la resistencia limitadora de corriente que a menudo se encuentra al lado de un LED puede ir a ambos lados del LED sin efectos nocivos.

+1 para la resistencia limitadora de corriente, siempre lo pongo por encima de mi LED como una cuestión de dónde lo he puesto, olvido que algunos consideran que es un requisito. Quisiera señalar, creo que el punto principal aquí es que mil millones de electrones tendrían un valor negativo en coulombs, esto significa que cuando la corriente fluye, estás definiendo en qué dirección se está moviendo. Si sabe que su operador tiene una carga negativa, está diciendo que va de - a +.

— Kortuk

4

La única razón por la que se ignora la dirección actual en escenarios como ese es porque realmente no importa en esos escenarios.

No hay corriente hasta que el circuito esté completo y el circuito no esté completo hasta que conecte tanto el LED como la resistencia. Una vez que están conectados en serie, no importa cuál sigue cuál en el circuito, ya que el propósito de la resistencia es limitar la corriente en el circuito y esto último depende de la suma de las resistencias del LED y la resistencia (y otros parámetros que no cambian cuando intercambias la resistencia y el LED, por lo que simplemente los ignoro en esta respuesta) y esa suma no depende de si la resistencia está detrás del LED o antes .

Entonces, sí, quizás ideológicamente sería mejor conectarlos en un orden específico para que la corriente "no llegue directamente al LED, sino solo a través de la resistencia", pero prácticamente no hay diferencia. Y créanme, en los casos en que hace una diferencia (como un voltaje súper alto que hace que el aislamiento se rompa si la resistencia es un poco más baja de lo necesario) nadie ignora las cosas que parecen menores. Y no, no tengo idea si la dirección de la corriente importa mucho en escenarios de alto voltaje.

— diente filoso
fuente

2

¿Puedo dejar alguna teoría pedante de mis estudios universitarios? :)

Como señalaron los otros muchachos, la corriente que fluye de un "más" a un "menos" es solo una forma convencional de representar los fenómenos. Esto se debe al hecho de que los electrones tienen, por definición, una carga negativa, y probablemente este hecho en sí mismo es una convención que prefiere dar un signo positivo a los protones que se encuentran en el núcleo del átomo. Entonces, tratar con valores negativos (que provienen de la carga negativa, bla, bla, bla) es molesto, de ahí la decisión de considerar la corriente como opuesta al movimiento de los electrones.

Una historia sobre potenciales y campos.

Otro punto de vista es que, siempre debido al portador de carga negativa, el potencial eléctrico (que define los voltajes) es negativo donde hay más electrones, por lo que es positivo donde los electrones son menos, y es de esperar que la corriente fluya desde el mayor potencial al menor, como los objetos cuando caen.

Esto no tiene influencia en el orden de los componentes en la misma rama de un circuito, ya que la corriente (para el principio de los campos conservadores y bla, bla, bla) es la misma en toda la rama. Para un análisis más profundo ver esto . Considérelo como una tubería con agua a presión: no importa (teóricamente) si una turbina está antes o después de un cuello de botella, ya que esta última tendrá en cualquier caso una influencia en la cantidad de agua que fluye en la tubería.

El diodo

El diodo sigue siendo simple de entender lo que hace (básicamente, la corriente fluye en una dirección y no en la otra; cosas opuestas para los electrones) y es más complicado entender por qué lo hace de esta manera.

Agujeros

Y sobre la cuestión de los "agujeros", se usan porque en la física de semiconductores, y más cuando se trabaja con semiconductores dopados, hay materiales (o mejor, materiales dopados) que tienen menos electrones en la banda de valencia y toman electrones de lugares cercanos en la banda de conducción, creando la corriente. Pero esto es mucho más fácil si se habla de agujeros que viajan en la banda de conducción.

— clabacchio
fuente