Corriente electrica dibujo animado

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Corriente electrica dibujo animado

gif del flujo de la corriente eléctrica

El mes pasado, Focus on Physics presentó viñetas que ilustran algunos de los conceptos centrales de la mecánica. Continuamos con la física más allá de la mecánica, presentando otros dibujos animados que he creado para futuras ediciones de mis libros de texto. Aquí se muestran por primera vez.

Una de las cosas buenas de la física es la similitud de sus leyes. En realidad, es un pequeño paso desde la comprensión de las fuerzas gravitatorias macroscópicas de los objetos que interactúan hasta la comprensión de las fuerzas eléctricas microscópicas entre las partículas cargadas. Tanto la ley de la gravedad de Newton como la ley de Coulomb (Figura 1) se refieren a fuerzas que siguen la ley del cuadrado inverso.

Un flujo de carga eléctrica constituye la corriente en los circuitos eléctricos. Cuando el recorrido del circuito consiste en una sola ruta, tenemos un circuito en serie. Todos los dispositivos de un circuito en serie comparten la misma corriente. Cuando el circuito tiene recorridos alternativos, tenemos un circuito paralelo. Los dispositivos que consumen energía en un circuito eléctrico pueden ser alimentados por caminos en serie o en paralelo (Figura 2).

animación de la corriente eléctrica powerpoint

En nuestra animación podemos ver que hay dos características principales.    Hay pequeñas manchas negras que se mueven por el circuito y hay algunas cosas rojas que se mueven con ellas.    Hemos utilizado las pequeñas manchas negras para representar las cargas.    El material rojo representa la energía.

Es importante aclarar que esto no es lo que «realmente sucede».    Una explicación de muy bajo nivel implica hablar de cargas superficiales y del vector de Poynting.    Lo que hace nuestro modelo es simplemente permitirnos seguir la pista de cómo se mueven las cargas y la energía en un circuito eléctrico.    Esto facilita mucho la explicación de la corriente, la tensión y la potencia.    Pero hay algunas críticas perfectamente razonables a la animación de electricidad del Elefante Peludo.

La historia básica es ésta: las cargas transportan la energía desde la pila hasta la bombilla.    En la bombilla, la energía pasa de ser eléctrica a ser calorífica y luminosa, y ésta se propaga por el entorno.

Si observas la animación puedes ver que las cargas se mueven muy lentamente.    La velocidad típica a la que se mueven las cargas por un cable es del orden de un centímetro por hora.    Esto parece muy extraño.    ¿Cómo es posible que las luces se enciendan enseguida si las cargas se mueven muy lentamente?

significado del ac en electricidad

Galvanismo es un término inventado por el físico y químico de finales del siglo XVIII Alessandro Volta para referirse a la generación de corriente eléctrica por acción química[2]. El término también llegó a referirse a los descubrimientos de su homónimo, Luigi Galvani, concretamente a la generación de corriente eléctrica dentro de los organismos biológicos y a la contracción/convulsión del tejido muscular biológico al contacto con la corriente eléctrica. [Mientras que Volta teorizó y más tarde demostró que el fenómeno de su «galvanismo» podía reproducirse con materiales inertes, Galvani pensó que su descubrimiento era una confirmación de la existencia de la «electricidad animal», una fuerza vital que daba vida a la materia orgánica[4].

Según la leyenda popular, Luigi Galvani descubrió los efectos de la electricidad en el tejido muscular cuando investigaba un fenómeno no relacionado que requería ranas despellejadas en las décadas de 1780 y 1790. Se afirma que su ayudante tocó accidentalmente con un bisturí el nervio ciático de la rana, lo que provocó una chispa y la animación de sus patas[5]. En realidad, la reacción de los músculos a la estimulación eléctrica ya estaba establecida en aquella época. [Galvani estaba investigando los efectos de la electricidad atmosférica lejana (rayos) en las ancas de rana preparadas cuando descubrió que las ancas se convulsionaban no sólo cuando caía un rayo, sino también cuando presionaba los ganchos de latón unidos a la médula espinal de la rana contra la barandilla de hierro de la que estaban suspendidos[6] En su laboratorio, Galvani descubrió más tarde que podía reproducir este fenómeno tocando los electrodos metálicos de latón conectados a la médula espinal de la rana contra una placa de hierro. Llegó a la conclusión de que esto era una prueba de la «electricidad animal», la fuerza eléctrica que animaba a los seres vivos[3].

flujo de electrones en corriente alterna

Si una corriente eléctrica fluye por un conductor, los portadores de carga libre (electrones libres) se mueven entre los átomos de la red atómica. En este proceso se producen con frecuencia colisiones que desvían los electrones libres y retrasan su movimiento. De este modo, el conductor ejerce una resistencia sobre la corriente eléctrica que debe ser superada por la tensión. La siguiente ilustración muestra cómo se mueven los electrones a través del conductor.

Un conductor con una resistencia baja es mejor para conducir la corriente eléctrica, mientras que un conductor con una resistencia más alta no es tan bueno para conducir la corriente. La unidad de resistencia eléctrica debe su nombre al físico alemán Georg Simon Ohm. Las siguientes afirmaciones son ciertas:

La unidad de conductancia tiene su origen en el ingeniero alemán Werner von Siemens. Un material con baja resistencia tiene una conductancia alta y viceversa. Los no conductores o aislantes tienen una resistencia extremadamente alta.

Cada conductor y cada carga tienen una resistencia eléctrica. Por regla general, la resistencia en la conexión de los conductores no es deseada. La resistencia de un conductor depende del material del que esté hecho, de su longitud l y de su sección transversal (área A). Se aplica la siguiente ecuación: