¿Cómo se mueve realmente el electrón en un cable de cobre cuando la electricidad pasa a través de él?

Trataré de explicar esto de una manera simple pero efectiva.

Dentro de todos los átomos de un elemento existen algunos niveles de energía. Los electrones dentro de los átomos de cualquier elemento están dispuestos adecuadamente en estos niveles de energía. Cada nivel de energía tiene un número predefinido de electrones que pueden acomodarse en su interior. Estos niveles de energía tomados juntos forman una banda de energía. Hay dos tipos de esta banda, la banda de valencia y la banda de conducción. Los electrones dentro de la banda de valencia son estáticos, mientras que aquellos en la banda de conducción exhiben algún potencial junto con ellos.

Los electrones cargados negativamente se mantienen en los niveles de energía debido a la fuerza de atracción del núcleo (que está cargada positivamente). Los electrones que están lejos del núcleo no están tan unidos como los que están cerca del núcleo.

Ahora, cuando pasa una corriente eléctrica a través del cobre, la energía eléctrica excita los electrones existentes en la banda de valencia. Si esta energía está por encima de cierto valor, los electrones ligados libremente dentro de la banda de valencia alcanzan suficiente energía para saltar a la banda de conducción. Una vez que estos electrones alcanzan la banda de conducción, se liberan y comienzan a moverse dentro del elemento. Cuando un gran número de electrones alcanza la banda de conducción, una corriente comienza a fluir dentro del cable porque la corriente es básicamente el flujo de electrones.

Cuando una corriente eléctrica pasa por un cable, la energía fluye a través de un campo electromagnético en el aire / aislador alrededor del cable. Los electrones en el cable “atan” el campo EM. Es por eso que los cables cercanos interfieren entre sí (los campos EM interactúan) y por qué aislamos los cables (reduce el volumen efectivo absorbido por el campo EM circundante).

Un electrón individual se comporta de manera bastante simple: toma suficiente energía del campo EM circundante para escapar del tirón del núcleo (cargado positivamente) que orbita, viaja un poco en la dirección opuesta a la corriente y disipa gradualmente su energía en forma de calor cuando Choca con otros átomos. (Esta es la fuente de pérdidas de resistencia). El ion metálico cargado positivamente que dejó también se acelera, en la misma dirección que la corriente, pero este efecto es casi insignificante ya que el ion es tan pesado en comparación con el electrón.

Los electrones realmente no se mueven demasiado lejos en un medio sólido como el cobre. Simplemente transmiten su energía cinética, que han ganado ya sea por la diferencia de potencial o por la colisión de otro electrón, a otro electrón. Por lo tanto, simplemente vibran en su lugar y regulan la llamada corriente eléctrica al tiempo que liberan cierta cantidad de calor (es decir, pérdidas debido a la resistencia). Ningún átomo de cobre pierde su electrón y se vuelve positivo.

Los electrones externos de ‘conducción’ están tan débilmente unidos que la energía térmica es suficiente para liberarlos de su átomo original. Estos electrones no unidos se mueven aleatoriamente sin velocidad general a largo plazo en ausencia de un campo eléctrico aplicado. Sin embargo, a corto plazo hay fluctuaciones a corto plazo con una velocidad promedio de más de un millón de metros por segundo. Si conecta el cable a un amplificador y detector sensibles, puede medir el ‘ruido’ resultante. El ruido es proporcional a la resistencia del cable ya la temperatura y será muy pequeño para un cable corto y grueso a temperatura ambiente.

Si se aplica un campo eléctrico (un voltaje) a través del cable, los electrones se ‘desplazarán’ hacia el voltaje positivo y lejos del negativo. Esto es lo que a menudo se considera como “electricidad que pasa a través del cable”. La deriva es lenta, medida en metros por hora para las corrientes y tamaños de cable habituales.

Para completar la historia, la energía eléctrica (en realidad electromagnética) fluye a la velocidad de la luz, un poco más lenta que 300 millones de metros por segundo para un cable de cobre aislado.

No son los electrones los que se mueven. Hay una gran cantidad de electrones en un circuito (cable de cobre), y cuando la electricidad pasa a través del circuito, los electrones pasan la carga al siguiente electrón, y luego al siguiente, y así sucesivamente.

Entonces, cuando se completa un circuito, como cuando se enciende el interruptor para encender el ventilador, los electrones en el circuito transfieren su energía a los electrones en la red, y todo esto sucede en un instante, y esa es la razón por la que El ventilador comienza a moverse inmediatamente después de encenderlo. Y si hubiera un solo electrón al que se le pasara la electricidad, tomaría un par de miles de años hacer que ese ventilador se moviera (ah, esto no puede suceder).

¡Espero que esto ayude!

Ah, sí. Debes saber que la electricidad es como monedas de dos caras. Simplemente no puedes tener una moneda de una cara.

Una vez que haya entendido que la electricidad es un campo magnético y eléctrico (electrones en movimiento), lo comprenderá mejor.

http://www.abc.net.au/science/ar …