¿La "electricidad" tiene masa? ¿Es la "electricidad" tangible?

Question

Antecedentes: Estoy en una discusión académica legal sobre el estatus de los "bienes" electrónicos y si se califican como "bienes" de la misma manera que una silla y un bolígrafo. En este contexto (y concretamente en la circunstancia exacta que se debate), importa si la electricidad es "tangible". Hasta ahora, la mayoría de los autores han asumido ciegamente que la electricidad es un flujo de electrones, haciendo una analogía literal con el agua, haciendo afirmaciones como:

• La información se almacena en los condensadores en forma de electrones. Cuando un condensador se llena más del 50% de electrones, se considera que está "encendido" (un bit con valor "1").

• La información representada por una determinada corriente (o más bien, una serie de corrientes de encendido y apagado) tiene masa, porque está formada por los electrones que fluyen por el cable.

• Un objeto virtual es tangible porque existe en la memoria en forma de electrones que están ahí (o no) en un determinado patrón.

Ahora tengo una formación en informática, pero sólo un conocimiento básico de la electricidad, y tan bueno como ninguno en el nivel fundamental (física). Sin embargo, sigo pensando que esta representación es errónea, y que no se puede decir que la información en un chip RAM tiene masa porque está formada por electrones que están o no en los condensadores de ese chip. He encontrado indicios en esa dirección en sitios como http://amasci.com/miscon/eleca.html#made pero no puedo entender qué es la "electricidad". es y cómo se relaciona con actual y potencial y otras palabras que se usan indistintamente en estas discusiones pero que son, creo, cosas diferentes.

Así que mis preguntas son (todas son diferentes ángulos de ver el mismo concepto subyacente):

• ¿Qué es realmente la "electricidad" a nivel fundamental, pero explicada en términos que un profano pueda entender? ¿Existe una analogía con otras cosas que sea precisa, a diferencia de la analogía del "agua que fluye", que es suficiente para el nivel de bachillerato pero es una simplificación? (al menos, eso creo...)

• ¿La "electricidad", la "corriente eléctrica" y la "carga eléctrica" tienen masa, aparte del objeto en el que se encarnan? ¿Cambia la masa de un cable de cobre cuando se hace pasar una corriente por él, debido a los electrones que entran y salen?

• ¿Cómo encajan los electrones en esto? ¿La electricidad está compuesta por un montón de electrones que fluyen a través de una masa? Creo que no, leyendo el enlace que di antes, pero no entiendo muy bien cuál es su papel.

• La mayoría de los autores asumen ciegamente que la electricidad es simplemente un flujo de electrones a través de la masa. ¿En qué medida y bajo qué supuestos es esto correcto?

Answer 1

Interesante, pero no creo que estés haciendo las preguntas correctas en el contexto de ley .

La cuestión es que los electrones y la electricidad son completamente irrelevantes cuando se trata de la cuestión de los "bienes" tangibles y "electrónicos". Sólo obtendrá una buena respuesta si se olvida de la electricidad, que casualmente es un cómodo soporte físico de información, y centrarse en los objetos que pueden ser o no bienes como una silla o un bolígrafo. Una pregunta adecuada sería la siguiente "¿Es un artículo de prensa un bien, como una silla o un bolígrafo". Especificar si el artículo periodístico está escrito en papel o "en electrones" o en otra cosa no viene al caso, porque el concepto de "artículo periodístico" es totalmente independiente del material en el que esté escrito.

Para decirlo más claramente: si tienes que conocer la naturaleza metafísica de la electricidad para hacer una ley sobre los periódicos, definitivamente lo estás haciendo mal. ;-)

Teniendo en cuenta que sus preguntas y sus respuestas son completamente inútiles en el contexto del derecho, ahora puedo proceder a responderlas.

1. No conozco ninguna buena analogía con la electricidad que la capte adecuadamente. Es como gravitación en el sentido de que los cuerpos distantes se atraen, con la salvedad de que, en electricidad, los cuerpos también pueden repelerse. Además, la atracción gravitatoria de, por ejemplo, una silla es tan pequeña que no pensamos que una silla nos atraiga gravitatoriamente. Por eso también el analogía del agua no funciona tan bien: el agua no atrae a otra agua desde lejos. La "causa" de la atracción/repulsión es la carga eléctrica .

2. El portadores de carga como electrones o iones (= átomos a los que les faltan electrones) sí tienen masa. Puedes pensar en ellos como pequeñas bolas cargadas que vuelan por el espacio (ten en cuenta que un cable de cobre también está formado en su mayor parte por espacio vacío). Por otro lado, corriente eléctrica no tiene masa, al igual que un corriente de agua no tiene una masa, simplemente no tiene sentido. (Ambos implican una corriente de masa Sin embargo, no se trata de un problema de salud, sino de un problema de seguridad.) Igualmente, electricidad es un término general y no tiene masa, al igual que "ley" y "libertad" no tienen masa.

   La masa de un hilo de cobre es la suma de las masas de sus componentes, algunos de los cuales son electrones. Sin embargo, el número de electrones que sale de un cable de cobre suele ser el mismo que el número de electrones que entra en él, por lo que su masa no cambia. En cualquier caso, la masa de los electrones es demasiado pequeña como para hacer una contribución más que insignificante a la masa total del cable.

3. De nuevo, "electricidad" es un término general. El enlace que mencionas se refiere a corriente eléctrica que es lo mismo que flujo de carga . Básicamente, el enlace dice que los electrones no son las únicas bolitas que llevan carga. Efectivamente, esto es así. Sólo que en el caso común de los metales, la corriente eléctrica suele ser transportada por los electrones.

4. Esta cuestión no está bien planteada. De nuevo, la electricidad es un término muy general y abarca cosas como campo eléctrico , corriente eléctrica , carga eléctrica etc. Por ejemplo, luz es parte de la electricidad también, porque es un onda electromagnética .

Answer 2

• Se trata de un movimiento direccional de electrones en el campo
• Los electrones tienen una masa, pero cuando la corriente fluye a través de un cable el número de electrones no cambia. Sólo se mueven en el campo, el número es el mismo.
• Sí, lo es. Los electrones fluyen fácilmente a través de los metales en presencia de un campo eléctrico, por eso son conductores.
• Bueno, creo que es cierto por definición.

La única manera de aumentar/disminuir la masa de un objeto es cuando se carga un objeto metálico - en este caso el número de electrones aumenta/disminuye.

Answer 3

Greg está completamente equivocado. Los tribunales discuten las propiedades de la electricidad cuando deciden si es "tangible" o si es una "materia prima". ¿Por qué demonios la ciencia es irrelevante para el derecho?

El Tribunal Supremo de Alabama sostuvo como cuestión de derecho que la electricidad producida por una central eléctrica era "propiedad personal tangible". 8 So.2d 521. Algunos tribunales fiscales de Nueva York también han sostenido que la electricidad utilizada en un proceso electrolítico es una "materia prima" porque la electricidad tiene masa y los electrones se combinan con el producto final. 1990 WL 204901. El Tribunal Supremo de Mississippi, sin embargo, rechazó la opinión de los tribunales inferiores de Nueva York y sostuvo que "como la electricidad es energía y no tiene masa ni espacio, no puede ser una materia prima". 670 So.2d 12.

Answer 4

A riesgo de ser redundante, pensé en añadir mi opinión al respecto:

• ¿Qué es realmente la "electricidad" a nivel fundamental, pero explicada en términos que un profano pueda entender? ¿Existe una analogía con otras cosas que sea precisa, a diferencia de la analogía del "agua que fluye", que es suficiente para el nivel de bachillerato pero es una simplificación? (al menos, eso creo...)

En primer lugar, permítanme decir que en física no hablamos realmente de "electricidad" en general, porque esa palabra no tiene una definición precisa en física. En lo que a nosotros respecta, normalmente es sólo lo que hace que nuestros ordenadores funcionen ;-) Pero creo que si se presionara a un físico para que definiera la electricidad, probablemente se le ocurriría algo como "energía y/o información transmitida a través del movimiento de la carga eléctrica".

Creo que la analogía del agua no es mala, pero hay que generalizar un poco más que un simple flujo a través de una tubería. Por ejemplo, una forma de transmitir información y energía a través del agua es enviando ondas de un extremo a otro. Podrías imaginarte que dejas caer piedras en un estanque en un lado del estanque, y una persona en el otro lado podría mirar el patrón de ondas producido por tus piedras y leer un mensaje de ellas. O podrían instalar un pequeño rueda de agua que sería empujado por las olas, y utilizarlo para alimentar algún tipo de dispositivo.

Es algo parecido al funcionamiento de nuestra electricidad, al menos la que obtenemos de la red eléctrica pública. El agua es análoga a los electrones, y las ondas son como la corriente alterna (llamada así porque la dirección del movimiento de los electrones -o de las moléculas de agua- se alterna de un lado a otro al paso de las ondas). Hay que tener en cuenta que el agua apenas se mueve, simplemente actúa como medio para que las ondas se propaguen. Del mismo modo, con la electricidad tal y como la utilizamos habitualmente, los electrones apenas se mueven, simplemente actúan como un medio para las ondas.

• ¿La "electricidad", la "corriente eléctrica" y la "carga eléctrica" tienen masa, aparte del objeto en el que se encarnan? ¿Cambia la masa de un cable de cobre cuando se hace pasar una corriente por él, debido a los electrones que entran y salen?

No.

Bueno... técnicamente usted podría digamos que la electricidad tiene masa en el sentido de que hacer pasar una corriente por un cable añade una pequeña cantidad de energía al cable, y cuando se mide la masa (por ejemplo, en una balanza) en realidad se está midiendo la energía. Pero para detectar la diferencia de energía (masa) producida por una corriente eléctrica se necesitaría una balanza mucho más sensible que cualquiera de las que tenemos en la Tierra, y tal vez mucho más sensible que cualquiera que podamos construir.

Piénsalo así: la electricidad tiene masa sólo en el mismo sentido que una persona que camina pesa más que la misma persona parada.

• ¿Cómo encajan los electrones en esto? ¿La electricidad está compuesta por un montón de electrones que fluyen a través de una masa? Creo que no, leyendo el enlace que di antes, pero no entiendo muy bien cuál es su papel.

Volviendo a mi tercer párrafo, los electrones forman el medio en el que existen las "ondas eléctricas", al igual que el agua es el medio en el que existen las ondas del agua.

• La mayoría de los autores asumen ciegamente que la electricidad es simplemente un flujo de electrones a través de la masa. ¿En qué medida y bajo qué supuestos es esto correcto?

Esta no es una descripción correcta de la electricidad que obtenemos de nuestra red eléctrica pública. Como ya he dicho, ese tipo de electricidad implica la corriente alterna, en la que la información se transmite en ondas, y los electrones simplemente forman el medio para esas ondas.

Sin embargo, existe otro tipo de electricidad, la corriente continua, en la que los electrones fluyen realmente por el cable. Es la que se obtiene de las pilas, por ejemplo, y también se utiliza en partes de muchos dispositivos electrónicos. La corriente continua sería análoga al agua que fluye por una tubería.

Tanto la corriente alterna como la continua son igualmente capaces de transmitir información y/o energía.

---

P.D. Por si sirve de algo, una vez escribí un entrada del blog abordando una cuestión similar, a saber, en qué medida los datos almacenados en un disco duro influirían en su peso. Los discos duros utilizan básicamente pequeños imanes, no cargas o corrientes eléctricas, pero la idea general está muy relacionada. Hay que tener en cuenta que la diferencia de peso que calculé en ese post (10 -14 gramos) se debe al energía diferencia entre las distintas formas en que podría llenarse el disco duro, concretamente entre dos posibles configuraciones extremas que probablemente nunca se den en la realidad.

Answer 5

• la información se almacena en los condensadores en forma de electrones. Cuando un condensador se llena más del 50% con electrones, se considera que está 'encendido' (un bit con valor '1').

No es correcto. La información se almacena en los condensadores en forma de energía electromagnética. También está en forma de desequilibrio de electrones, no de electrones en sí. Para "cargar" un condensador, sacamos algunos electrones de una placa metálica y los depositamos en la otra. Así, el número de electrones dentro del condensador nunca cambia.

• la información representada por una determinada corriente (o más bien, una serie de corrientes de encendido y apagado) tiene masa, porque está formada por los electrones que fluyen por el cable.

Incorrecto, porque los cables siempre contienen el mismo número de electrones. La información se almacena haciendo que esos electrones se muevan o no. Analogía: una correa de transmisión de goma se parece mucho a una corriente en un circuito eléctrico, donde la goma es como los electrones. Los electrones están ahí dentro de los cables, incluso cuando no se mueven.

• un objeto virtual es tangible porque existe en la memoria en forma de electrones que están ahí (o no) en un determinado patrón.

Incorrecto. Por ejemplo, en la memoria RAM, los electrones se comportan de forma análoga a las cuentas de un ábaco. Para almacenar unos y ceros, volteamos las cuentas a la izquierda y a la derecha. Pero nunca añadimos cuentas al ábaco, ni las quitamos. Sólo el patrón es importante, no las cuentas. La información digital es como la escritura en la arena, y no compramos ni vendemos arena, sólo compramos y vendemos los patrones. En la memoria RAM, el número total de electrones nunca cambia. Pero en cada célula de memoria, en cada flipflop, el flujo de electrones se desvía hacia uno de los dos caminos posibles para almacenar uno de los dos estados posibles: uno o cero.