2 votos

¿Afecta un conductor muy cargado negativamente al número de electrones libres o a la conductividad?

Si un conductor está cargado con varios megavoltios de electricidad estática, ¿tiene un mayor número de electrones libres? Si es así, ¿no harían que el conductor fuera más conductor?

Para comprobar realmente la conductividad, habría que emplear un generador cargado al mismo potencial.

3voto

ChrisPhoenix Puntos 139

Diversión al revés:

Según http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitance#Self-capacitance una esfera de 20 cm de radio tiene una capacitancia de ~22 pF. Si se carga a -1 MV, tendría 22 uC de carga. Un culombio son unos 6E18 electrones, por lo que habría unos 1E14 electrones extra en la superficie. La superficie es de aproximadamente medio metro cuadrado, o 5E17 nanómetros cuadrados, y cada nanómetro cuadrado tendría (muy aproximadamente) 10 átomos de metal expuestos.

Así que, incluso teniendo en cuenta que todos los electrones adicionales irían a la superficie del conductor, incluso los voltajes realmente altos añadirían de media una pequeña fracción (alrededor de 1/50.000) de un electrón por átomo a la "sopa de electrones" del conductor.

No soy físico, pero no esperaría que eso hiciera mucha diferencia en la conductividad del sistema.

2voto

Louise Puntos 16

El conductor no puede cargarse con electricidad "estática": cualquier carga que se coloque en el conductor es una carga libre excesiva. Esta carga se reordenará de tal manera, que el conductor es equipotencial. Al final de este reordenamiento, toda la carga excesiva estará presente en la capa exterior del conductor y no habrá campo eléctrico dentro del conductor . Una vez que se proporciona un camino para que la corriente fluya, el conductor se deshará de toda la carga excesiva.

Si se conecta a este conductor un "generador cargado al mismo potencial", no habrá corriente eléctrica ya que no hay diferencias de potencial. Esto significa que toda la carga excesiva permanecerá en el conductor. Sin embargo, cuando aplique una tensión continua adicional para medir la resistencia, la corriente fluirá a través del conductor como si fuera completamente neutro (recuerde que no hay campo eléctrico en el interior debido a la carga excesiva).

Si se conecta un equipo de medición que tenga un potencial diferente, la carga del conductor se reordenará de nuevo de manera que el conductor y el equipo de prueba sean equipotenciales. Normalmente, el conductor se descargará a través de las sondas. Nota: si hay una cantidad realmente grande de carga en el conductor, la corriente inicial puede ser tan grande que el equipo de prueba se dañará.

Parece que no hay que hacer ninguna preparación especial para medir la resistividad del conductor, siempre y cuando su equipo de prueba tenga un potencial definido, y la cantidad de carga excesiva no pueda dañar su equipo de prueba.

Sin embargo, a veces es conveniente medir la resistividad con un medidor flotante (cualquier multímetro es flotante). ¿Qué ocurre en este caso? Pues que la carga excesiva que has colocado en el conductor volverá a reorganizarse. Es difícil predecir cuál será la configuración final, pero puede estar 100% seguro de que no habrá ningún campo eléctrico dentro del conductor (excepto el campo inducido por el propio multímetro). Si la reconfiguración de la carga no ha dañado su multímetro, medirá una resistencia precisa.

En resumen:

Si se quiere medir la resistencia de CC, la cantidad de carga inicial en el conductor no es importante, siempre que la descarga de esta carga no dañe el equipo de prueba y no modifique el propio conductor (calentándolo, por ejemplo).

Descargo de responsabilidad:

Estoy 100% seguro de que para densidades de carga muy altas aparecen efectos mecánicos cuánticos exóticos (esto es siempre así - lleva algo al extremo, y habrá complicaciones imprevistas). No tengo ni idea de cómo pueden ser estos efectos y si pueden cambiar la descripción anterior, pero supongo que de estas cosas se encargan los físicos, no los ingenieros.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X