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Lo que crea la tensión? Lo que hace que los electrones se mueven en un alambre?

Yo estaba tratando de explicar cómo un transistor trabaja para un amigo, y me tomó un momento para pensar acerca de la intensidad de corriente y voltajes. Me di cuenta de que no entiende que estos fenómenos vienen. Entiendo que (en un nivel superficial) cómo los electrones interactúan a través de la electrodinámica cuántica, pero yo no podía pensar en ninguna forma de que esta interacción debe crear tensión y la corriente eléctrica. Traté de googlear un poco, pero no entiendo la física moderna suficiente para restringir mi búsqueda hacia abajo.

  1. ¿Qué parte del Modelo Estándar, la Relatividad, o cualquier otra física moderna teoría de describir la tensión?

  2. Lo que crea la tensión?

  3. Lo que hace que los electrones se mueven en un alambre?

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user52072 Puntos 35

Esto viene de la electrodinámica clásica, no hay necesidad de ir a la del modelo Estándar de la teoría o de la electrodinámica cuántica para esto. La respuesta simple es que los potenciales eléctricos, como los campos eléctricos, son sólo una manera de caracterizar la forma en que las partículas cargadas interactúan el uno con el otro. Así, los objetos cargados crear tensión análoga a la forma en que ellos crean campos eléctricos e interactuar unos con otros.

La tensión se puede considerar como una medida de la energía potencial por unidad de carga. I. e. si usted tiene una cierta cantidad de carga en $q$ (por ejemplo, 2 Coulombs la pena) en un campo eléctrico $E$, y deja que la carga de ser empujado, que la carga de la ganancia de energía como la que se inserta. Específicamente, si se impulsó a partir de un punto a a un punto b, y hay una diferencia de potencial de $\Delta V_{a->b}$ entre esos dos puntos, entonces la carga de la $q$ tendría una energía igual a $\Delta E=q\Delta V_{a->b}$.

De esta manera, Una tensión entre dos puntos es sólo una forma de describir el campo eléctrico entre los dos puntos y la cantidad de energía cargada de objetos a ganar mientras se mueve entre esos puntos, porque de esos campos. Los campos eléctricos son producidos por algunos acumulación de carga en algún lugar, por ejemplo, en un condensador. El voltaje es de hecho directamente relacionado con el campo eléctrico a través de $E = \nabla V$ donde $\nabla$ es el operador gradiente. De esta manera, las diferencias de voltaje son también creadas por la acumulación de carga.

Más específicamente, si usted véase, por ejemplo, una batería de 12 v, lo que significa es que cuando usted conecte los extremos de la masa a través de, por ejemplo, un alambre de cobre, la batería va a inducir un campo eléctrico a lo largo del alambre que empuja a los electrones en una dirección a lo largo de ese alambre. Los electrones adquieren una energía igual a $q_e \times 12 V$ si se mueven de un extremo de la batería a la otra, donde las $q_e$ es la carga del electrón. El de 12 V es entonces una medida de la cantidad de energía que la batería es capaz de dar a cada electrón.

Actual es simplemente una medida de la cantidad de carga que pasa a través de un área (generalmente el área de algunos de alambre) durante una cantidad de tiempo dada. La corriente más alta significa más carga es conseguir empujado a través de la sección transversal del alambre.

Espero que esto ayude.

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