En el instituto nos enseñaron que la electricidad sólo fluye en bucle. Pero parece que se puede enviar un "pulso" por un conductor abierto. Esto se utiliza en un reflectómetro de dominio temporal . ¿Cómo es posible?
¿Cómo se puede enviar electricidad por un conductor abierto? ¿Qué es lo que no te explicaron en el instituto que permite que esto sea posible?
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Imagina un dispositivo que no se puede explicar en los libros de ciencias de primaria: un condensador grande y ancho con los terminales en uno de los bordes de las placas. Si lo descargas, no puede descargarse todo al instante. En cambio, durante una descarga rápida, una ONDA atraviesa las placas a la velocidad de la luz. (¡Entonces la onda alcanza el borde más alejado de las placas y rebota! Puede rebotar al volver, rebotar repetidamente, por lo que durante la descarga, el condensador suena como una campana). El TDR utiliza este efecto de "onda de placa de condensador".
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Además, ¿qué significa realmente "electricidad"? "Electricidad", ¿es una forma de energía? Pero la energía eléctrica siempre viaja en un solo sentido, yendo de la fuente a la carga (de la dinamo a las lejanas lavadoras.) Esta energía "electricidad" nunca fluye en círculo. Incluso en corriente alterna, la energía va en una sola dirección, de la fuente a la carga. Entonces, ¿la "electricidad" no es una forma de energía? Faraday estaría de acuerdo. JC Maxwell también. En otras palabras, Faraday y Maxwell suspenderían tu examen de ciencias de bachillerato, porque el examen en realidad contradice la física que descubrieron.
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Cuando llegues a los circuitos de CA, capacitancia e inductancia, verás que ES un circuito completo que involucra la inductancia y capacitancia del cable coaxial hasta la rotura. Por lo tanto, permite el flujo de corriente ... sólo que no corriente continua.
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Si lo piensas: No sólo puedes enviar pulsos a través de conductores y observar el reflejo: ¡incluso puedes hacerlo sin ningún conductor! Imagínese mi sorpresa cuando, durante una prueba de hardware de un receptor de TV para un coche, desprendí la antena que alimentaba la señal de TV ¡y aún así podría ver el programa! El espacio de aire de media pulgada transmitía suficiente señal para permitir la recepción.
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También eternamente relevante un viejo Chiste de Radio Ereván : Se preguntó a Radio Ereván: "¿Cómo funciona la telegrafía?" Radio Ereván respondió: "Imagina un perro grande. La cola está en Moscú, el hocico en Ereván. Cuando alguien tira de la cola en Moscú, ladra en Ereván". "Gracias. Entonces, ¿cómo funciona la telegrafía inalámbrica?". "Exactamente igual, sólo que sin el perro". Probablemente hay más verdad en ello de la que pretendía el autor original.
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La mayoría de las cosas que se enseñan en el instituto no funcionan exactamente así. Sólo una aproximación.
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Relacionado: ¿La corriente alterna (CA) requiere un circuito completo?
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@WesleyLee Si eres serio y exacto la mayoría de la física de bachillerato es total y fundamentalmente errónea. Depende un poco de tu definición de erróneo (y un poco de tu instituto), pero: Toda la cinética clásica no hace más que basarse en el error fundamental del efecto remoto inmediato newtoniano y las transformaciones galileanas. Y si dices "pero describe la realidad con bastante aproximación" te respondo "Ptolemaeus".
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Compárese con la enseñanza de la Óptica en el instituto. Primera regla: "La luz viaja en línea recta". Seguida de cerca por prismas, espejos, lentes, espejismos, arco iris, palos doblados en el agua y curvaturas gravitacionales alrededor de agujeros negros. Regla final: "La luz viaja en línea recta, excepto cuando no lo hace".
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@Paul_Pedant Hasta que te das cuenta de que la línea doblada es recta después de todo, en cierto sentido.
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@Peter-ReinstateMonica Para mí, ahí es donde se vuelve surrealista Principio del menor tiempo (o acción). ¿Cómo sabe un fotón a dónde ir antes incluso de encontrarse con un medio más denso? Una gran parte de mí está en negación con la física moderna, pero el universo parece seguir funcionando sin mi consentimiento, así que no me preocupa demasiado.
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Este ( youtube.com/watch?v=ySuUZEjARPY ) es un vídeo de una charla que dio Rick Hartley sobre "Puesta a tierra adecuada en PCBs". En el vídeo comienza hablando de las conexiones a tierra y las vías de retorno. Alrededor del minuto 19:20 responde más o menos a tu pregunta, pero te recomiendo que veas al menos desde el minuto 10:20 en adelante para obtener una mejor base para entender su punto (o simplemente ve la charla completa).
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Aquí hay otro vídeo que habla de las corrientes de retorno con más detalle: youtube.com/watch?v=icRzEZF3eZo - si quieres puedes saltar a 8:05.
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@Paul_Pedant La luz sigue viajando sólo en línea recta cuando se dobla gravitatoriamente. Es el espacio el que se deforma. Piensa en cómo definirías una línea recta en la superficie de la Tierra: una línea recta en la Tierra TIENE que ser parte de un círculo. Es lo mismo que el espacio deformado por la gravedad - una línea recta DEBE seguir la curvatura del espacio.
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@slebetman Completamente de acuerdo con tus puntos. Pero el OP se lamenta de que el curso de electricidad de High School sólo trata casos que requieren teoría del siglo XVIII. Del mismo modo, la asignatura de óptica de bachillerato sólo trata teoría de hace 200 años.
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@Paul_Pedant Respuesta tardía a tu comentario de "medio ligero y más denso": Supongo que te refieres a "¿cómo hace el rayo de luz para encontrar la dirección que debe recorrer para coincidir con el ángulo de refracción prescrito antes de saber que habrá algo en medio?" Eso se explica "fácilmente": El "rayo" es un concepto erróneo. La luz es siempre un frente de onda. Como las ondas de agua en un estanque por la caída de un guijarro, la luz viaja siempre en todas direcciones; lo hace desde cualquier punto del camino (¡!). Lo que ocurre es que la mayoría de las trayectorias se anulan entre sí por interferencia. Lo que queda es el "camino" que observamos, también con refracción.
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@Paul_Pedant ... Así que el "camino" de la luz es todo comportamiento emergente de la interacción totalmente local: La luz hace viajan en todas direcciones, pero sólo observamos la parte que choca con el medio más denso en el lugar específico desde donde el frente de onda emergente se propagó hacia nosotros.
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@Peter-ReinstateMonica Gracias por la explicación. A mi nivel de comprensión, la óptica del siglo XVIII y la teoría cuántica no hacen más que sustituir una forma de magia por otra, y seguro que aún está por venir más magia. Mi conclusión es que la luz salpica mucho, pero sólo nos relacionamos con las rutas que toman las gotas que nos "mojan". Ahora tendré pesadillas sobre el despilfarro de todo ello. Por favor, que alguien apague Betelgeuse ¡ahora nadie está mirando!