¿Cómo puede la misma cantidad de carga (coulomb) dar más energía (joule)?

El trabajo es carga multiplicada por la diferencia potencial. Necesita ambos para calcular la cantidad de energía que se puede extraer del cambio en movimiento en un campo eléctrico. Y para calcular el potencial de sus objetos A, B y C, necesita conocer sus capacidades.

Suponiendo que los electrodos A y C en su experimento mental son idénticos, aparte de la cantidad de carga recolectada en cada uno de ellos, la diferencia de potencial entre A y B será 10 ^ 10 veces mayor que la diferencia de potencial entre B y C. También recuerde que la carga fluye hasta que ambos electrodos tengan el mismo potencial. Nuevamente, si A y B son idénticos (tienen la misma capacidad eléctrica), la corriente fluirá hasta que ambos tengan un déficit de electrones de 5 × 10 ^ 39. Mucho más flujo de llenado de carga en este caso, a través de una diferencia de potencial mucho mayor, que le brinda mucha más energía.

En primer lugar, las baterías son casi siempre casi eléctricamente neutras. Hay reacciones químicas que comienzan dentro que resultan en una separación de carga de un sistema químico inicialmente neutral. Después de que comienzan las reacciones, la batería sigue siendo neutral, pero los electrones se han desplazado para que haya un terminal positivo y un terminal negativo. Si se conecta un cable a los terminales, los electrones se moverán a través de él para neutralizar los dos terminales y completar las reacciones químicas. El cable se calentará luego de la transferencia de energía o, si hay una bombilla, motor u otro dispositivo eléctrico al que se conecta el cable, ese dispositivo obtendrá la mayor parte de la energía con la que comenzaron las cargas eléctricas.

La diferencia de energía por carga de una batería, es decir, su voltaje o diferencia de potencial (sé que realmente se llama EMF por fuerza electromotriz, pero ese es un término incómodo y engañoso), se debe completamente al conjunto particular de reacciones químicas involucradas. La energía por carga depende de las distancias entre las cargas eléctricas, pero estas distancias son entre electrones y núcleos de una manera complicada, ya que las partes internas de las nubes de electrones protegen parcialmente la valencia o los electrones conductores de los núcleos. En consecuencia, los químicos han producido gráficos de potenciales de reacción para calcular posibles voltajes: Cálculo del voltaje de una batería

Para corregir su primera ecuación Ue = 1 / 2QV o V = 2Ue / Q
Es “menos” electrones, no “menos”.
¿Cómo sabe que el tiempo de descarga es el mismo para las baterías 1 y 2?
¿Cómo se determina “está enviando 6X10 ^ 18 electrones por segundo”? Este es un flujo de corriente de 1 amperio. Esto implica que se ha insertado una resistencia entre terminales. Entonces la energía disipada es I ^ 2Rt.
Para responder a su pregunta, necesitamos saber la diferencia potencial o el contenido de energía de las baterías.

Editar 7/29: ha cambiado esta pregunta varias veces ahora. Solo puedo concluir que está confundido en cuanto a la diferencia entre voltaje, carga, energía, potencia y corriente.
Tu escribiste la ecuación Voltaje = vatios / corriente. Luego pregunta si puede aumentar el voltaje sin aumentar la corriente. Bueno, la respuesta está en la ecuación, si aumenta el voltaje y mantiene la corriente constante aumenta la potencia. Reescribe la ecuación I (corriente) = P (potencia en vatios) / V (voltaje). Si mantiene I constante, el aumento de V requiere un aumento correspondiente en P. Para ver esto físicamente, es una resistencia conectada a una fuente de voltaje. la potencia disipada en la resistencia es V ^ 2 / R. La corriente en la resistencia es V / R. En la última ecuación, mantener constante la corriente mientras se aumenta el voltaje requiere un aumento en R.

¿Qué tal un enfoque diferente: cuando las mismas cargas adquieren mucha más energía, cómo se ve?

Se parece a las animaciones a continuación. La cantidad de carga en el video siempre es la misma: cinco cargas negativas y cinco positivas. Pero cuando las cargas combinadas / neutrales se separan en dos grupos con carga opuesta, se inyecta una inmensa energía en el sistema en su conjunto. (La energía se almacena en los patrones de campo que rodean las cargas).

Estos de MIT OpenCourseware:

Dr. J. Belcher, hecho para primer año EM clase 8.02. Ocho HZ!

8.02T> TEAL en el MIT

Estos videos también representan la carga y descarga de un condensador.

Tenga en cuenta que la cantidad de carga dentro de un condensador nunca cambia. Los condensadores no almacenan ninguna carga. En cambio, los condensadores son como inductores: almacenan energía. La energía se almacena en campos, y los campos se crean por el comportamiento de las cargas dentro de los componentes. (Los condensadores almacenan energía por campos electrónicos creados por separación de carga y alto voltaje, mientras que los inductores almacenan energía por campos b creados por giro de carga y alta corriente).

Cuanto más se acercan 2 electrones, más energía hay en el sistema, por lo que sí se puede aumentar la energía sin aumentar la carga.

Potencia = corriente x voltaje (P = IV), por lo que un alto voltaje no necesita tanta carga (para la misma energía). Una computadora con 220 V solo consume la mitad de la corriente que consume cuando funciona con 110 V

En la analogía hidráulica, es cierto que si aumenta la presión de una bomba, el caudal tiende a aumentar también. Del mismo modo, si aumenta el voltaje a través de una resistencia, la corriente tiende a aumentar. Todo lo que significa es que tienes dos influencias que tienden a aumentar el uso de energía, por lo que el poder es [matemático] P = V ^ 2 / R = I ^ 2R [/ matemático]. Para ver solo el efecto del voltaje, debe restringir la corriente para que sea constante, por ejemplo, aumentando la resistencia a medida que aumenta el voltaje.

Para responder a la negrita de su pregunta, sí, pero sospecho que lo sabía por la fórmula básica W = E x I, por ejemplo, vatios (energía) = E (voltaje) x I (corriente en amperios). Entonces, si un número dado de culombios se energiza con un voltaje mayor, entonces tienen una energía potencial mayor.

La distancia entre dos cargas es irrelevante para la energía potencial siempre que no haya una ruptura del aislamiento entre ellas. La diferencia de potencial de voltaje entre los dos puntos x el número de columnas de corriente disponibles para fluir determina la energía disponible.