Duda con caída de tensión y campo eléctrico

[julian403]

En un circuito electrico simple, que conste de una bateria que genere una fem y una resistencia de carga conectada a los terminales de la batería. En los bornes de la batería existe una diferencia de potencial [TEX]V[/TEX] y la resistencia de carga produce una caida de tensión [TEX]i*R[/TEX]. Esa caida de tensión es la energía disipada en forma de calor. Pero si el campo eléctrico que genera la batería es constante en todo el circuito, debido al gradiente de carga a lo largo del circuito, ¿Como es posible que exista una disminución del potencial eléctrico en una resistencia, si el campo eléctrico no disminuye? Por lo tanto la energia potencial disminuiría solamente con la distancia, es decir, habria un [TEX]dV[/TEX] por cada [TEX]dS[/TEX] ya que:


[TEX]V = \int E ds = E \int ds [/TEX] ya que E = cte.

 

[danfly]

No se ve bien las fórmulas, y de todas formas no se si entiendo bien, pero si tienes una resistencia de carga conectada directamente a la pila, no puedes hablar de caída de tensión en la resistencia =S.. la resistencia ve el voltaje de la pila, en todo caso tienes que hablar de caída en la resistencia propia de los conductores pero para efectos prácticos sencillos es relativamente despreciable

 

[julian403]

entonces, si tendo una serie de resistencia en paralelo conectadas a los terminales de una fuente, estas resistencias generan en conjunto, una sola resistencia externa, ¿entonces no es posible decir que en la longitud del circuito que une a las resistencia no existe resistencia electrica, que existen resistencia electrica en la longitud que es parte de la resistencia?

Entonces si en el circuito solo existe solo una resistencia externa y el campo eléctrico es constante, y como este es el gradiente del voltaje, el voltaje a lo largo del circuito variará constantemente

 

[danfly]

yeah, por eso te digo que en circuitos pequeños y esta caída de voltaje es insignificante, la caída por la resistencia propia de los conductores, si tienes muchas en paralelo, lo lógico es que la última conectada vea menos voltaje que la que está mas cerca a la fuente.

Ese tipo de caídas siempre es importante en aplicaciones de alta potencia, como transmisión de corriente eléctrica (de hecho es la razón para elevar tanto el voltaje) y en máquinas eléctricas que trabajan también con mucha potencia como motores, generadores y transformadores. En circuitos de comunicaciones de alta calidad también se pueden conseguir circuitos con metalizaciones en oro para minimizar al máximo las caídas...

 

[julian403]

Entonces tampoco se puede hablar que el circuito externo consume una cierta potencia promedio, sino que en diferentes partes del circuito existen diferentes consumos?

 

[tinchusbest]

cualquier cosa tiene resistencia,incluida los metales "conductores",eso tambien hace caer la corriente de la bateria

 

[AntonioAA]

Que lio tenes en la cabeza , julian!!
No alcanzo a entender tu duda , sino te contestaria....Estas en la Facultad?

Creo que estas confundiendo Campo Electrico con Diferencia de Potencial , te sugiero que leas bien las definiciones .
Por otra parte , cuando hablas de circuitos , todo se reduce a diferencia de potencial .

 

[tinchusbest]

en un circuito electrico simple, que conste de una bateria que genere una fem y una resistencia de carga conectada a los terminales de la batería. En los bornes de la batería existe una diferencia de potencial [text]v[/text] y la resistencia de carga produce una caida de tensión [text]i*r[/text]. Esa caida de tensión es la energía disipada en forma de calor. Pero si el campo eléctrico que genera la batería es constante en todo el circuito, debido al gradiente de carga a lo largo del circuito, ¿como es posible que exista una disminución del potencial eléctrico en una resistencia, si el campo eléctrico no disminuye? Por lo tanto la energia potencial disminuiría solamente con la distancia, es decir, habria un [text]dv[/text] por cada [text]ds[/text] ya que:


[text]v = \int e ds = e \int ds [/text] ya que e = cte.

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COMO DIJO ANTONIO DIFERENCIA DE POTENCIAL es una cosa CAMPO ELECTRICO otra
http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_eléctrico
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electromotriz

 

[julian403]

Si ahora se me aclararon unas cosas, en si la duda que tengo ahora es que si el campo eléctrico que genera los bornes de la batería es constante en el conductor, o este decrece con el cuadrado de la distancia, en la longitud del conductor(siempre dentro del conductor).

Entiendo que es campo eléctrico y lo que es diferencia de potencial, pero tengo esa duda con respecto al campo electrico dentro del conductor (como se configura en el interior del conductor y si este es constante o varía en función de la distancia). Creo que el concepto del campo eléctrico se aplicaría a cargas estáticas, para corrientes en movimiento es mejor tomar un modelo con respecto al potencial sobre unidad de carga. Pero no podemos negar la existencia del campo dentro del conductor.

 

[AntonioAA]

Tendria que repasar un poco... estudié Teoria Electromangnética en la Facu hace ....32 años !!!!!!

Pero creo que la respuesta es que dentro del conductor es bastante complejo lo que sucede , si te fijas las ecuaciones de Maxwell , segun ellas dentro de el NO hay campo electrico porque las cargas se alienean libremente de modo de cancelarlo .... En electricidad estatica recorda que las cargas en un conductor cargado estan en LA SUPERFICE EXTERNA.

Otra cosa: recorda que dentro del conductor el potencial ( teorico ) NO VARIA .

Es un tema muy interesante , lamento no recordar mas , con el tiempo y la practica uno deja de hacerse esas preguntas lamentablemente.

 

[Eduardo]

Si ahora se me aclararon unas cosas, en si la duda que tengo ahora es que si el campo eléctrico que genera los bornes de la batería es constante en el conductor, o este decrece con el cuadrado de la distancia, en la longitud del conductor(siempre dentro del conductor).

Dentro del conductor el campo eléctrico es 0.
Las cargas se agrupan en la superficie y el campo producido por estas contrarresta el externo (esto en los conductores, donde se alinean es en los dieléctricos).
No te olvides que en un conductor las cargas están libres, por lo tanto en presencia de un E se mueven.


En algún momento te van a dar ejercicios donde tenés que calcular la densidad superficial de carga de planos y cilindros conductores donde vas a visualizar mejor el comportamiento (si te salen )

Pero no podemos negar la existencia del campo dentro del conductor.

Obviamente! Pero vos te estás olvidando que para estudiar mejor la naturaleza siempre se hacen idealizaciones, y se dejan de hacer solo cuando estas inciden en los resultados.
No existen materiales con conductividad infinita (lo que implica que E=0), pero mientras para el estudio que se esté haciendo sea válido un material ideal ==> debe usarse, no solo para entender mejor sino también para no enloquecerse.

 

[julian403]

Ok entendido, existe un campo electrico en los bornes del circuito pero este es contrarestado en el interior del conductor por el movimiento que producen las cargas.

Obviamente! Pero vos te estás olvidando que para estudiar mejor la naturaleza siempre se hacen idealizaciones, y se dejan de hacer solo cuando estas inciden en los resultados.
No existen materiales con conductividad infinita (lo que implica que E=0), pero mientras para el estudio que se esté haciendo sea válido un material ideal ==> debe usarse, no solo para entender mejor sino también para no enloquecerse.

Lo que me quieres decir es que, hasta cada carga en movimiento genera un campo eléctrico infinitesimal o casi infinitesimal, el cual interaccionas con las cargas en las cercanías de esta, en una distancia muy pequeña, ya que el conductor impide que haya una gran separación de cargas. Esto seria un modelo absurdo en la practica por lo que lo analizamos mediante los cambios de potencial

 

[Eduardo]

Lo que me quieres decir es que, hasta cada carga en movimiento genera un campo eléctrico infinitesimal o casi infinitesimal, el cual interaccionas con las cargas en las cercanías de esta, en una distancia muy pequeña, ya que el conductor impide que haya una gran separación de cargas. Esto seria un modelo absurdo en la practica por lo que lo analizamos mediante los cambios de potencial

No, no quiero decir eso.

Digo que en un conductor las cargas libres se distribuyen en la superficie de manera que anulan el campo externo.


Otra cosa es lo que pusiste en el primer mensaje. Cuando tenés un material resistivo en su interior se cumple que:

J = sigma*E ; J densidad de corriente y sigma conductividad del material​

En este caso si tenés campo eléctrico.
Como podés ver, se cumple lo referido a conductores, porque E = J/sigma y cuando la conductividad tiende a infinita el E tiende a 0 para cualquier corriente.