¿Los electrones saltan realmente a través de los contactos?

Question

Cuando conectamos dos conductores en una unión, ¿se mueven realmente los electrones de un conductor a otro?

¿Afecta también a las masas de los dos conductores?

Answer 1

Sí, los electrones reales se mueven a través de los conductores y sí, cruzan los límites como las conexiones entre dos cables.

Aunque los electrones tienen masa, no hay adición neta de electrones a través de un conductor. Si se añaden N electrones en un extremo, se obtendrán N en el otro para un cambio de masa neto de 0.

Tenga en cuenta que los electrones se mueven en sentido inverso (es decir, de - a +), que es lo contrario de las convenciones que normalmente utilizamos para la corriente, que es de + a -. Tenga también en cuenta que los electrones se mueven muy lentamente a través de los conductores, aunque la corriente eléctrica se mueve mucho más rápido. Los propios electrones se mueven a una velocidad aproximada de 1 mm/seg en un cable de cobre.

Answer 2

Sólo una breve respuesta para que piense...

Cuando conectamos dos conductores en una unión, ¿se mueven realmente los electrones de un conductor a otro?

La corriente eléctrica es el flujo de carga. Esto se expresa claramente en la ecuación $$ I = \frac {dQ}{dt} $$

donde I es actual, Q es la carga y t es el tiempo.

Consideremos ahora un circuito de corriente continua con un interruptor. Al cerrar el interruptor, la corriente será la misma a ambos lados del mismo y en la misma dirección. Es lógico entonces que el flujo de carga deba cruzar los contactos. Si la resistencia de los contactos es alta -como suele ocurrir debido a la pequeña superficie de contacto-, los contactos se calientan, tal y como se deduce de la ecuación de potencia $$ P = I^2 R $$ donde R es la resistencia de contacto.

¿Afecta también a las masas de los dos conductores?

No se introducen portadores de carga móviles adicionales. Sólo empujamos los portadores de carga existentes. Una analogía (pobre) es una cadena de bicicleta: transmite energía pero el número de eslabones no cambia y su peso tampoco. Para complementar el punto de @jwh20 sobre la velocidad de la onda eléctrica en relación con la velocidad de las cargas, el efecto de pisar los pedales se siente inmediatamente en la rueda trasera, aunque los eslabones tardan uno o dos segundos en viajar desde el piñón trasero hasta el plato delantero.

Answer 3

Los electrones tienen una masa aproximada de \$10^{-30}\text{ kg}\$ .

Aun así, cuando la corriente fluye en un bucle, los electrones chocan en un extremo y chocan con otro en el otro extremo del conductor, por lo que no se produce ningún cambio de masa.

Los electrones pueden saltar a través de los contactos cuando la tensión es diferente cuando se hace el contacto.

Cuando la corriente es lo suficientemente alta se puede escuchar y tal vez ver. Por ejemplo, al enchufar un cargador de móvil. Como se trata de un bucle de corriente, el salto se produce en el último de los 2 contactos realizados, que normalmente es V+ por diseño.

Este sonido de la corriente del arco se produce realmente tan rápido que rompe la barrera del sonido y hace un pequeño tic o un Big Bang como el trueno de un rayo. Esto es simplemente de la carga o descarga de la capacitancia y la resistencia negativa de la ionización del arco entre los conductores.