¿Por qué la corriente se debe al movimiento de los electrones cargados negativamente?

Respuesta: NO ES No se debe a los electrones.

En cambio, las corrientes eléctricas se deben a los portadores de carga móviles que se encuentran dentro de un conductor. En la mayoría de los conductores (tierra, aire, océanos, cuerpos humanos), los portadores de carga son átomos positivos y negativos llamados iones. En los ácidos, los portadores de carga son protones (aunque los químicos etiquetan los protones como iones de hidrógeno + H). En el agua salada y en los cuerpos humanos, las corrientes eléctricas son las nubes de átomos de sodio positivos que fluyen más allá de las nubes de átomos de cloruro negativos. Los átomos positivos tienen demasiados protones y muy pocos electrones. Los átomos negativos son opuestos. Cuando fluyen en direcciones opuestas, cada uno aporta aproximadamente la mitad de la corriente total, por lo que las corrientes en los electrolitos no son flujos positivos ni negativos, sino una combinación de ambos.

Hay una situación en la que muchas corrientes son solo los flujos de electrones. En metales , específicamente alambres de metal , una corriente eléctrica es un flujo de electrones. Entonces, si nos enfocamos solo en metales sólidos mientras ignoramos todos los demás tipos de conductores, podríamos concluir que “conductor” significa “lleno de electrones móviles”. Sí, todos los metales están llenos de electrones móviles, y eso es lo que hace que los metales sean metálicos.

Pero el “mar de electrones” móvil dentro de un metal es solo una forma de conductividad. En ácidos, el “mar de carga” está compuesto de protones móviles. En las baterías de plomo-ácido, la ruta de la corriente entra, pasa y sale de la batería, y mientras está dentro, la corriente está hecha de flujo de protones. Y con las baterías no ácidas, la corriente puede estar hecha de múltiples flujos de iones, o quizás flujos de iones negativos, como con las baterías alcalinas. No hay electrones fluyendo en absoluto. Tenga en cuenta que cuando usted recibe un shock, no fluyen electrones a través de su cuerpo. En cambio, la corriente es electrolítica: grupos de protones y electrones que fluyen entre sí en dirección opuesta, y donde cada electrón y protón arrastra a lo largo de un átomo entero a medida que avanza.

La descripción anterior da el punto de vista del científico y el ingeniero. Los ingenieros y científicos usan la “corriente convencional” para enmascarar la complejidad de los conductores. En lugar de tratar de averiguar qué cargas se están moviendo hacia dónde … en su lugar, pretenden que los “amperios” son solo un flujo único. Si usa un amperímetro, encontrará que da la misma respuesta cuando los protones fluyen hacia la izquierda, o cuando los electrones fluyen hacia la derecha, o cuando ambos fluyen en sentido opuesto al mismo tiempo. Los amperímetros miden la “corriente convencional”. Ocultan los movimientos de partículas reales. Fingen que todas las cargas que fluyen son iguales, mientras ignoran los complicados movimientos de carga que tienen lugar en los conductores.

Por otro lado, los técnicos electrónicos no necesitan saber qué sucede dentro de las baterías o los condensadores electrolíticos, o en aquellos cuerpos humanos conductores que se electrocutan. Pueden centrarse exclusivamente en los electrones que se mueven dentro de los metales, y pretender que todas las corrientes están hechas de flujo de electrones siempre. Esto fue más fácil hace muchos años cuando toda la electrónica se basaba en tubos de vacío. Para explicar los tubos y cables, solo necesitamos electrones. Como resultado, los manuales de capacitación para técnicos de la década de 1940 nunca mencionaron la conducción de electrolitos o los flujos de protones. ¡Un poco confuso!

Hoy tenemos dos “religiones eléctricas”, dos formas diferentes de simplificar los conductores. La comunidad de técnicos finge que todas las corrientes son flujos de electrones. En cambio, las comunidades de ingeniería y ciencia declaran que los flujos de carga reales son innecesariamente complicados, por lo que pretenden que las corrientes son solo un montón de amperios: una sola medición que oculta lo que realmente sucede dentro de varios tipos de conductores. Los amperios son amperios: las corrientes son flujos de partículas con carga desconocida : positivos que van hacia adelante o electrones que van hacia atrás … o ambos ocurren al mismo tiempo y siguen sumando un valor de amperios.

Por qué, de hecho, es la pregunta.

Bueno … déjame contarte una historia sobre la historia.

Todo comenzó un día soleado hace aproximadamente 2 milenios cuando los griegos dijeron por primera vez: ¿qué sucede cuando frotas, digamos, ámbar y platería? ¿Por qué hay una descarga a veces?

  • Llamaron al último material, plata y aleaciones, creo, electrón. Siglos después, alguien tradujo esta palabra a la electricidad. Así, cuando JJ Thomson encontró la partícula responsable de estos fenómenos en 1897, se creó el nombre de electrón.

De vuelta al griego antiguo, también sabían que el hierro magnético de la región de Magnesia, en algún lugar de Asia, producía algunos problemas con el metal.

  • Lo llamaron imán. De ahí la palabra magnetismo. Hoy en día, sabemos que el magnetismo se deriva de fenómenos eléctricos porque están unificados como el campo ELM, siendo el componente magnético la contraparte relativista del otro … etc, etc., pero esa es otra historia.

TL, dr-> Los griegos ya conocían algunas cosas básicas de ELM (electromagnetismo) hace dos milenios. Entonces, cuando tu maestro te dice que este conocimiento es de la vieja escuela … no es exagerado.

¿Por qué el electrón? Ahora, ya sabes el origen del nombre: la historia sucedió. Así como se le dio este nombre, otro podría haber sido el elegido para el fenómeno. Eso no es importante. Hoy en día, conocemos una contraparte positiva para el electrón, llamada positrón. Son idénticos aparte de la carga y el giro.

¿Pero por qué e- en lugar de e + en la materia entonces? Los núcleos podrían haber sido formados por antiprotones y podrían tener positrones moviéndose, ¿verdad? Tiene sentido si hubiera un mundo de antipartículas por ahí … Bueno, por alguna razón la antimateria es inestable. Observo: por alguna razón desconocida esto sucede.

Y, a medida que se descubrieron partículas (que forman materia ordinaria) (1897 el electrón – 1919 el protón y 1932, el neutrón) se les asignaron nombres. Mire las fechas, el electrón fue descubierto primero porque es mucho más fácil hacer un experimento que demuestre que existen, es decir, realmente no necesita tanta energía. ¡Puedes hacerlo en casa con las cosas que compras en la ferretería más cercana! (Si sabes lo que estás haciendo, eso es).

Entonces, en general, los electrones se alejan de los núcleos porque, para empezar, están muy lejos de los núcleos. Por lo tanto, si es más fácil interactuar con los electrones que las otras partículas estables (protones y neutrones). Lo creas o no, esa es la base de la química.

¿Por qué no positrones? Los teóricos aún luchan por responder por qué la antimateria es tan inestable. Según Physics, podría haber mundos de antimateria por ahí pero muy lejos para que no podamos verlos. O tal vez no, tal vez todo lo que hay es sobre todo Energía Oscura, Materia Oscura y, por supuesto, la materia ordinaria que conocemos.

Actual es el movimiento promedio de los cargos; impartir una velocidad promedio requiere una aceleración debido a una fuerza. Entonces, la pregunta es, ¿qué componente de la materia se acelerará más en respuesta a un campo eléctrico aplicado (por ejemplo, diferencia de voltaje)? La respuesta son los electrones, que son 1800 veces más ligeros que los protones, y en los conductores también están flotando en un estado deslocalizado (onda de Bloch). Los núcleos tienden a ser inmovilizados por fuerzas interatómicas en una red cristalina.

Y llamamos “negativa” a la carga transportada por los electrones porque Benjamin Franklin tuvo que adivinar con un 50% de posibilidades de tener razón sobre el signo; se perdió en eso, ¡pero no muchas otras cosas!

En algunos materiales (aislantes), los electrones están fuertemente unidos a átomos individuales. Esto significa que los electrones no pueden moverse. En otros materiales (conductores) como los metales, los electrones no están fuertemente unidos a los átomos y pueden moverse entre átomos en un material a granel.

La corriente eléctrica es el flujo de carga. Para que haya un flujo de carga, debe haber un flujo de portadores de carga. Los electrones en los metales están cargados y pueden moverse fácilmente. Cuando se aplica un voltaje a un material conductor, los electrones son atraídos a través del material donde pueden llevar carga a cierta velocidad.

Si coloca electrodos en un líquido que tiene iones disueltos, los iones llevarán la carga. Los electrones no son los únicos portadores de carga, son solo los más útiles y los más comunes.

Espero haber respondido a su pregunta.

Los electrones son mucho más fáciles de mover que las proporciones por una variedad de razones:

  1. Los electrones son mucho más ligeros que los protones.
  2. Los protones están fuertemente unidos en el núcleo, por lo que son mucho más difíciles de expulsar que los electrones de sus átomos.
  3. En un metal, los electrones ya están deslocalizados, derivando de un átomo a otro en un “mar de electrones”. Esta es la razón por la cual los metales son tan buenos conductores: se necesita muy poca fuerza para mover muchos electrones en la misma dirección.

La razón de los electrones cargados negativamente como proveedores de corriente es porque los electrones generalmente están “sueltos” en la materia y se mueven en la química. Entonces, como agente libre, se convierten en el operador actual nocional.

El efecto Hall puede revelar la verdadera carga actual del operador y, en algunos casos, es positiva. Una solución a esto es que la carga positiva es causada por un electrón faltante, y lo que estamos viendo no son los electrones que llevan la carga, sino que la corriente es una corriente de burbujas u “agujeros”, donde faltan los electrones.

Por “conductor común”, supongo que te refieres a ‘metal’, en cuyo caso la respuesta es bastante fácil: los electrones son mucho más móviles que los núcleos de carga positiva: incluso forman un “gas Fermi”, que consiste en electrones con un nivel de energía en la banda de conducción (que es ancha para metales).

Como sugiere la palabra ‘gas’ en “Fermi gas”, estas partículas son tan móviles como en un gas, así que sí, son los portadores de carga.