¿Cuál es la diferencia de energía en un electrón después de pasar por un circuito?

Amplificando las respuestas que dieron Vivek y Luiz, la diferencia de energía en un electrón (es) después de atravesar un circuito dependerá de qué esté compuesto un circuito. Esto suena tan obvio, que puede requerir alguna explicación.

  1. Si un circuito es principalmente una resistencia (o resistiva), los electrones perderán energía. Lo que pierde es lo que ya respondió Vivek.
  2. Si un circuito es principalmente elementos reactivos, como inductores y / o condensadores, la energía del electrón puede almacenarse sin pérdida si los elementos reactivos son ideales. Para un caso no ideal, tendrá algún componente resistivo. Esto reducirá la energía de los electrones.
  3. Si un circuito tiene una batería o un generador, el electrón obtendrá energía de la batería / generador y la energía del electrón aumentará.
  4. Si un circuito es algo así como TWT (Tubo de onda itinerante, todavía utilizado en el campo de microondas), el electrón obtendrá energía del haz de iones que va del ánodo al cátodo de un TWT, explicando por qué se llama tubo de onda itinerante.

Hay muchos otros ejemplos, como transistores, FET, etc., que convierten la energía de la fuente de energía (la mayoría de las veces de la fuente de alimentación de CC) a la energía de los electrones en el circuito que alimenta la fuente de energía.

La diferencia de energía es un juego de pelota diferente , donde los detalles del circuito, así como las condiciones de operación, etc., deben considerarse con la mayoría de las veces fórmulas matemáticas muy complejas y / o abordarse numéricamente con una computadora (también conocido como análisis numérico).

  • Un electrón es una unidad de carga = 1.60217662 × 10 ^ -19 coulombs
  • Un julio de energía es un coloumb de voltios

Entonces, si toma el diferencial de voltaje del circuito en los extremos positivo y negativo, multiplíquelo por el número anterior: tiene la respuesta en julios

Es igual a la energía que el electrón le dio al circuito. También es igual a la carga del electrón multiplicada por la diferencia de potencial entre el comienzo y el final del circuito (lo que generalmente se llama voltaje). Una unidad de energía comúnmente utilizada en física es el electrón-voltio (eV). Es igual a la carga del electrón multiplicada por un voltio. Entonces, si n electrones cruzan un circuito por segundo, entregan una energía de n electronvoltios. Pero n electrones tienen una carga de nq, q aquí es la carga del electrón; nq / t es la intensidad de la corriente; entonces, si V es el voltaje entre los dos extremos de un circuito, la potencia total P (energía por unidad de tiempo) que los electrones le están dando al circuito es P = nqV / t = IV, donde I es obviamente la intensidad de la corriente . Esta fórmula describe la cantidad de energía utilizada por segundo por cualquier dispositivo eléctrico, ya sea un horno de microondas, computadora, bombilla, etc. P = VI (potencia = voltaje x intensidad de la corriente).