¿Cómo funciona la electricidad "decidir" en la vía?

Question

Yo estoy luchando para entender los conceptos fundamentales de la electricidad, más específicamente, la forma en la que 'elige' su óptima de la vía.

Aprecio de la electricidad va a elegir siempre el camino de menor resistencia, pero, ¿cómo saber cuál es la ruta tiene menos resistencia? No es el intento de que, potencialmente sub-óptima, la ruta primero antes de decidir no tomar?

Esta pregunta viene de una discusión sobre el efecto de la electricidad sobre el cuerpo cuando se cuelga de un cable cargado, como contraposición a colgado de un cable cargado, mientras que tocar el suelo. Se puede colgar en el alambre durante todo el día, de forma segura, pero en el momento en que me toque el suelo, la electricidad, de repente, decide que esa es la mejor ruta. Hizo anteriormente intentar esta ruta?

Answer 1

en lugar de pensar que su cuerpo está vacío y que un cable cargado tiene que empujar los electrones de uno en uno a través de ti y en la tierra (la sangre es, en realidad, de los portadores de carga), una mejor analogía sería una muy larga cola de la gente prepotente.

si la entrada de la tienda de apple de que no se abra, no importa cuán difícil sea el chico en la parte de atrás empuja--no se mueve nada. tocar los pies en el suelo es otros análogos para abrir esa puerta delantera y permitiendo que toda la cola para mover a la vez, con el empuje (electromotriz) la fuerza proporcionada por la diferencia en el potencial eléctrico entre el cable cargado y el suelo. cada electrón de salir de su pie es empujado y sustituido por un electrón que entra desde el alambre.

huelga decir que si usted no toque los pies en el suelo su cuerpo entero se supone el mismo potencial que el alambre--usted se convierte en una extensión de alambre, una larga cola de impacientes los portadores de carga a la espera de estallar a través de cualquier puerta. si el cable de voltaje es lo suficientemente alto, no es necesario tocar el suelo-el alto potencial que se tira de los electrones de las moléculas de aire--la descarga de corona de su sobresalen las partes del cuerpo no será cómodo.

mientras estamos en el tema, no asumir que el calzado siempre te ahorrará. el cuerpo humano puede funcionar también como un condensador (con sus pies y el suelo es el acoplamiento de los conductores y sus zapatos siendo el material dieléctrico). la corriente alterna puede fluir a través de los condensadores.

Answer 2

Suponga que tiene un "actual" en un alambre de un electrón, y que hay dos caminos posibles para el electrón, cada uno con una resistencia diferente. Entonces el electrón va a ir a través de uno o el otro con una probabilidad del 50%, independientemente de la ruta más fácil.

Ahora, si usted tiene una gran cantidad de electrones, que también inicialmente ir a través de este proceso aleatorio. Pero después de un tiempo muy corto, el camino con más resistencia será más "atascado" con los electrones y los más difíciles de conseguir en. Así los electrones a partir de entonces será tomar el camino más fácil más. Este proceso se repite hasta que los dos se equilibran. Sin embargo, ocurre a través de una muy corta escala de tiempo.

En este sentido, las propiedades de resistencia y la corriente macroscópica, es decir, que sólo tienen sentido con números muy grandes y lo suficientemente largas escalas de tiempo.

Answer 3

Gregsan s y Kieran las respuestas son interesantes analogías y la insistente electrones son sin duda parte de la respuesta.

Hay otro aspecto de la "decisión" del proceso y que es la propagación de las ondas electromagnéticas. Hay un capítulo en el segundo volumen de la Feynman Lectures on Physics - no lo tengo conmigo, pero la sección correspondiente será sólo después de que el teorema de Poynting y flujo de energía se introduce en donde Feynman se describe un sencillo circuito de DC y lo que ocurre en detalle cuando el interruptor está cerrado. Esta sería una buena referencia para usted.

En un sentido muy real, que NO es la energía se transfiere a través de los cables, es viajar a través del espacio libre alrededor de los cables: los electrones en los cables de sentir la propagación de campo y se desplazan en consecuencia, por lo tanto la configuración de la habitual alta conductividad condiciones de contorno que, a continuación, la guía de la "sondeo" de las ondas. Cada cambio en un circuito engendra las ondas se propagan a la velocidad de la luz, que luego se "prueba" que el resto del circuito y la carga por lo tanto puede o no puede cambiar en respuesta a la ola. Así que cuando usted toca el suelo, la onda se propaga de nuevo hacia la fuente de alimentación, y una secuencia compleja de dispersión de ondas de rebote de ida y vuelta entre usted y otras partes del circuito como el nuevo y letal, condiciones de estado estacionario tomar forma.

Línea de transmisión en teoría es un buen punto de partida para pensar a lo largo de estas líneas, dándole simple onda de soluciones que permiten cosa acerca de los cambios "diciendo" que el resto del circuito a través de una "notificación" mensaje propagado como un voltaje de onda de la corriente que, junto con la (teóricamente infinito) de la secuencia de dispersión de las ondas que engendra, lleva a que el cambio en las condiciones de estado estacionario.