Cuando se aumenta el voltaje, ¿aumenta la velocidad de los electrones o aumenta la densidad de electrones?

Question

Sólo soy un estudiante de bachillerato que intenta autoestudiar, por favor, disculpen si esta pregunta les parece una tontería.

Sé que la corriente es un producto de la velocidad de los electrones y de la densidad de electrones. Cuando la corriente aumenta, significa que la velocidad de los electrones ha aumentado o que la densidad numérica de los electrones que fluyen ha aumentado.

También sé que el voltaje es directamente proporcional a la corriente y cuando el voltaje aumenta (sin que cambie la resistencia) la corriente también aumentará.

Pero mi pregunta es, cuando el voltaje aumenta, ¿contribuye un aumento de la velocidad de los electrones para un aumento de la corriente o contribuye un aumento de la densidad de electrones para ello?

Si no es tan blanco o negro, ¿en qué proporción aumentará cada uno de los dos componentes? ¿Aumenta al azar?

Pregunta relacionada:Digamos que la densidad de electrones de un circuito que enciende una bombilla aumenta.Cuando esto ocurre ¿qué cambio veremos en la luminosidad de la bombilla? Sé que cuando la velocidad de los electrones aumenta la luminosidad aumenta pero ¿qué ocurrirá cuando la densidad de electrones aumenta?

Answer 1

En un material conductor como un metal, a efectos prácticos, la corriente sólo depende de la velocidad de los electrones. La densidad de electrones no cambia porque cada átomo de metal ya ha cedido todos sus electrones de valencia; liberar más electrones requeriría un aporte de energía muy grande.

En un aislante o semiconductor, la densidad de portadores de carga puede aumentar durante la descomposición eléctrica. Esto ocurre en los diodos de avalancha, las luces de neón, los relámpagos y otros lugares.

Answer 2

El aumento de la tensión aplicada a un circuito de una resistencia dada aumentará el flujo de corriente. Ese flujo se define en electrones por segundo que pasan por un punto. Por lo tanto, al aumentar el voltaje se incrementa la velocidad del flujo de electrones. El número de electrones libres para fluir es una constante para un material. En el caso del cobre, es un electrón por átomo.

Answer 3

La corriente es la cantidad de carga (electrones) que pasa por un punto de un cable por unidad de tiempo. La tensión es la cantidad de energía en julios de cada carga de 1 culombio que se mueve por el cable. El aumento de la corriente se traduce en un aumento de la velocidad de los electrones que pasan por nuestro punto de referencia. La densidad de electrones en un alambre se mantiene relativamente constante incluso a una temperatura elevada del mismo.