¿Por qué la caída de voltaje a través de un cable ideal es cero?

Question

Estoy teniendo problemas para conceptualizar el por qué de la caída de tensión entre dos puntos de un ideal de alambre (es decir, sin resistencia) es $0~V$. Usando la Ley de Ohm, la ecuación es:

$$ V = IR \\ V = I(0~\Omega) \\ V = 0$$

However, conceptually I can't see how there is no change in energy between these two points.

It is my understanding that the electrical field of this circuit produces a force running counterclockwise and parallel to the wire which acts continuously on the electrons as they move through the wire. As such, I expect there to be a change in energy equal to the work.

Voltage drop is the difference in electric potential energy per coulomb, so it should be greater than $0~V$:

$$ \Delta V = \frac{\Delta J}C \\ \Delta J > 0 \\ \, por tanto \Delta V > 0 $$

For example, suppose I have a simple circuit consisting of a $9~V$ battery in series with a $3~k\Omega$ resistor:

If the length from point 4 to point 3 is $5~m$, I would expect the following:

$$ W = F \cdot d \\ W = \Delta E \\ F > 0 \\ d = 5 > 0 \\ \por lo tanto, W > 0 \\ \, por tanto \Delta E > 0$$

Since work is positive for any given charge, the change in energy for any given charge is positive -- therefore the voltage drop must be positive. Yet, according to Ohm's Law it is $0~V$ ya que el alambre tiene insignificante resistencia.

Donde está el fallo en mi lógica?

Answer 1

La clave es que NO hay campo eléctrico dentro de la perfecta alambre. Así, no hay fuerza que actúa sobre el electrón, y por lo tanto no hay trabajo realizado en ella (aunque en el hilo perfecta).

Esto se remonta a la definición de un conductor perfecto (que el hilo perfecta es). Dentro de un conductor perfecto, no hay ningún campo eléctrico. En cambio, los cargos (que han infinita movilidad) se reconfiguran en la superficie del conductor de tal manera que perfectamente cancelar cualquier ámbito interno.

Así, los únicos campos en su circuito 1) en la batería, y 2) en el resistor.

También debo agregar que esto es debido a la aproximación del alambre como 'perfecto'. Un verdadero alambre tiene un poco de resistencia, o, equivalentemente, sus cargos, no a la perfección reordenar así como a la perfección la cancelación de un campo internos.

Answer 2

$F$ no es mayor que 0 en un alambre ideal, creo que 'superficie sin fricción' si ayuda. En esta idealización, se consideran los electrones para pasar de 4 a 3 sin esfuerzo... Por lo tanto no hay necesidad de invocar cualquier pérdida energética.

Si esto no apelar entonces necesita soltar la idealización y considerar la resistividad y, entonces puede el caso más físico...

Si te sientes philisophical: "En una idealización, no es ningún cable".