1) ¿Se mueven literalmente los electrones, o solo hay transferencia de energía?
Los electrones se mueven literalmente, tanto en CA como en CC. Sin embargo, el movimiento de electrones y la transferencia de energía no ocurren a la misma velocidad. La clave es que ya hay electrones llenando el cable a lo largo de toda su longitud. Una analogía común para la corriente eléctrica en un circuito es el flujo de agua a través de las tuberías.
Imagine una bomba de agua conectada a un circuito de tuberías. Tiene la capacidad de bombear agua alrededor del circuito, suministrando energía al sistema como lo hace una batería a un circuito. Supongamos que corremos las tuberías hacia el otro lado de la habitación y conectamos una turbina, que está conectada por engranajes a un ventilador. Siempre que el agua fluya a través de la turbina, el ventilador girará.
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Comencemos con todo apagado y sentado. Cuando encendemos la bomba por primera vez, habrá un retraso antes de que el ventilador comience a girar, ya que lleva tiempo transferir energía de un lado de la habitación al otro. Sin embargo, si las tuberías ya están llenas de agua, la demora será mucho más corta que el tiempo que tarda el agua en moverse por la habitación. En cambio, el ventilador comenzará a girar tan pronto como la onda de presión aplicada al agua por la bomba atraviese la habitación a través del agua en las tuberías. La velocidad a la que fluye la energía a través del circuito de agua depende, entonces, de la velocidad de las ondas de presión en el agua (también conocida como la velocidad del sonido).
Por analogía, la velocidad a la que fluye la energía a través de un circuito eléctrico depende de la velocidad de las ondas electromagnéticas en ese circuito. Esto a menudo puede ser una fracción significativa de la velocidad de la luz en el vacío (~ 70-80%). Sin embargo, los electrones reales no se mueven físicamente alrededor del circuito tan rápido. De hecho, se mueven a una velocidad promedio de alrededor de 1 metro por hora en un circuito DC típico. Esto se conoce como velocidad de deriva: http://en.wikipedia.org/wiki/Dri…
Ver también: ¿Por qué la transferencia de datos a través de cables es tan rápida?
2) Leí en alguna parte que la dirección de los electrones es generalmente desconocida. ¿Es esto cierto? Supuse que los electrones se movían de negativo a positivo.
No estoy seguro de lo que quiso decir quien te dijo que “la dirección de los electrones es generalmente desconocida”. En promedio, los electrones se mueven de potencial eléctrico negativo a positivo en un circuito de CC, como usted dijo. Quizás lo que querían decir es que si eliges un electrón en particular y miras su velocidad, podría ser en cualquier dirección aleatoria. Esto se debe a que los electrones rebotan constantemente entre sí y los átomos en el cable, causando pérdidas de energía conocidas como resistencia eléctrica (también llamadas pérdidas óhmicas). Entonces, en cualquier momento dado, la dirección real de un electrón individual es aleatoria. Sin embargo, en general, el movimiento promedio de todos los electrones es una deriva lenta en una dirección.
3) Estoy confundido con la corriente alterna. Si el flujo de electrones cambia constantemente de dirección, ¿cómo llega la energía a alguna parte?
Lo que debe recordar al pensar en la transferencia de energía con CA es que la energía aún fluye desde la fuente para hundirse en cualquier momento que fluya la corriente, independientemente de la dirección de esa corriente. Piense en nuestra analogía con la bomba de agua y la turbina conectada a un ventilador. Si bombeamos agua en sentido horario a través del circuito, la turbina girará y el ventilador funcionará. Estamos alimentando el ventilador enviando energía a través de las tuberías desde la bomba. Si invertimos la dirección de la bomba, el agua invertirá su flujo. La turbina girará hacia el otro lado y, por lo tanto, el ventilador girará hacia el otro lado. Sin embargo, tenga en cuenta que todavía estamos alimentando el ventilador enviando energía a través de las tuberías desde la bomba. No importa en qué dirección va la corriente (flujo de agua).
Ver también: ¿Cómo producen corriente los electrones si el ciclo siempre está invirtiendo?
