El término “electricidad” es algo vago, pero supongo que se refiere a corriente eléctrica, como el flujo de carga en un circuito. En muchos casos, cuando enseñamos física introductoria, usamos la idea de “corriente convencional” y hablamos como si las cargas positivas estuvieran en movimiento, pero, por supuesto, este no es generalmente el caso. En los metales, por ejemplo, muchos de los electrones son relativamente libres (¡esto es lo que los convierte en metales!) Y pueden moverse / reorganizarse dentro del material en respuesta a los campos, mientras que los protones en el núcleo están esencialmente bloqueados en su lugar.
Debido a esto, otras personas enseñan ‘corriente de electrones’, enseñando lo que consideran una imagen ‘más verdadera’ aunque a costa de la confusión ocasional ya que los estudiantes tienen que aprender a cambiar de dirección en varias circunstancias (gracias a la asignación de ‘positivo’ y ‘ nombres negativos que se remontan al viejo Ben Franklin. Aún así, la corriente de electrones es igual de correcta y más cercana a la realidad en la mayoría de los casos.
¡Pero no todos! Actual es el movimiento de los cargos, y cada vez que se mueven los cargos, se trata de una corriente. Si bien una corriente en un metal está casi siempre dominada por el flujo de electrones, esto no es del todo cierto en otras circunstancias / otros materiales.
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Primero, y lo más importante para entornos del mundo real, el flujo de corriente en un electrolito involucra iones positivos y negativos que se mueven en igual medida. Esto es común en muchas circunstancias, y generalmente no involucra protones ni electrones directamente, sino iones más complejos. Na +, K +, Ca ++ y Cl- son, por ejemplo, los portadores de carga más importantes en “electricidad” en los sistemas biológicos (transmisión de señal en los nervios, por ejemplo, especialmente los dos primeros). Y, por supuesto, en baterías, galvanoplastia y otras cosas similares, los iones fluyen en ambas direcciones.
En segundo lugar, incluso para los tipos de corriente más comunes, es posible que sean protones y no electrones los que obtengan toda la acción. Si pasa una corriente a través del hielo, por ejemplo, son los protones los que se mueven, ya que los iones H + saltan de una molécula de agua a otra. Aquí hay una discusión agradable (muy corta) de esto: conducción de protones, canales de protones, pozos de protones. Otros materiales también muestran este comportamiento, y los conductores protónicos son importantes en el diseño de pilas de combustible y baterías de estado sólido.
TL / DR: La versión corta, entonces, es que si bien los electrones son responsables de la ‘electricidad’ en las aplicaciones más comunes de nuestra tecnología (¡aquellos que usan cables de metal!) Hay muchos casos en los que los iones, e incluso los protones, son los portadores de carga . Afortunadamente, rara vez importa … se necesitan experimentos bastante sutiles para determinar incluso qué tipo de carga se está moviendo y no afecta la mayoría de los resultados en aplicaciones eléctricas simples. Pero es algo molesto para los ingenieros eléctricos, como lo documenta el siempre observante Randall Munro:
