Secundaria Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

[Ingun]

Hola de nuevo a todos, y como siempre, muchas gracias por dedicarle unos minutos a este hilo

Estudiando la energía potencial eléctrica, y aplicando la ley de Coulomb, la fórmula

V = U/q toma forma, siendo q la unidad de carga y U la energía potencial (K*Qf / d), siendo Qf la carga total de la fuente, y d la distancia.

Esto hace que en un enchufe de mi casa, que tiene 220V, haya una diferencia de potencial entre la toma de tierra (uno de los conectores) y el polo cargado positivamente, de 220V (por ejemplo, 220 J/C - 0 J/C que sería la toma de tierra con valor 0).

Mi pregunta: dado que los voltios de la instalación eléctrica de mi piso es de 220 J/C de potencial, cuando enchufo un electrodoméstico, para que el aparato convierta este flujo de carga positiva (flujo de 220 J/C -Voltios-) en trabajo, sería necesario que el aparto, por ejemplo, el televisor, tuviera una carga previa (por ejemplo, de 10 C, de manera que 220J/C * 10C = 2200 J de trabajo). ¿De dónde sacan los electrodomésticos esta carga previa? ¿Llevan una pila?

Gracias, y un saludo a todos.

[Al2000]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

No, eso significa que cuando la corriente eléctrica transporte 10 C a través de ese electrodoméstico generará un trabajo (útil y perdido) de 2200 J. Esto es como si dijeras que un molino de agua debe tener almacenada una cierta cantidad de agua para hacer su trabajo...

Saludos,

Al

[Julián]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

dado que los voltios de la instalación eléctrica de mi piso es de 220 J/C de potencial, cuando enchufo un electrodoméstico, para que el aparato convierta este flujo de carga positiva (flujo de 220 J/C -Voltios-) en trabajo, sería necesario que el aparto, por ejemplo, el televisor, tuviera una carga previa (por ejemplo, de 10 C, de manera que 220J/C * 10C = 2200 J de trabajo). ¿De dónde sacan los electrodomésticos esta carga previa? ¿Llevan una pila?

No estás entendiendo bien la ley de Ohm. No es lo mismo el voltaje que la corriente. Como vos decís muy bien el voltaje es una medida del trabajo que debe realizar una fem para mover una carga desde un punto de referencia hasta el punto considerado, quizás esa carga se movió desde ese punto de referencia hasta el que estamos midiendo o no, eso no nos dice el voltaje, sino lo que nos dice es que si la carga por la acción de la fem se mueve de ese punto a el otro se habrá relizado tanto trabajo.
Por ejemplo existe voltaje en los enchufes de la red eléctrica doméstica aunque no halla conectado ningún aparato eléctrico. En esta situación no existen cargas moviéndose. Cuando se cierra el circuito y se conecta un aparato (carga), existe una corriente que será proporcional al voltaje sobre la impedancia (resistencia) de la carga. Según la ley de ohm:

$V = I * Z$ asi que la corriente será $I [C/s] = V / Z$. Siendo Z la impedancia de la carga, V el voltaje y I la corriente.

Así que desde que se cerró el circuito empieza a haber transformación de energía: $W [J] = V * I * t$, siendo t el tiempo, ya que I es carga sobre segundo.
Generalmente se mide la potencia que es trabajo sobre tiempo, que sería:

$P [W] = V * I$

[Ingun]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Bueno, qué gran foro. Muchas gracias a ambos por vuestras respuestas. El tema de potencia es lo próximo que voy a ver, de hecho, me viene muy bien este post de julián. Muchas gracias.

Al, muy buen ejemplo el del molino. Lo de las cargas es muy clarificador. Ahora además, observo que la cantidad de trabajo que puede realizar el electrodoméstico dependerá siempre del voltaje (o sea, de la diferencia de potencial de una toma a otra del enchufe).

Es independiente la diferencia de potencial de la cantidad de carga que cede el enchufe al electrodoméstico, (A) ¿verdad?. Lo único que cuanto mayor sea la diferencia de potencial entre una de las tomas del enchufe y la otra, mayor cantidad de trabajo podrá realizarse con esa carga, (B) ¿verdad?.

Esto me recuerda al máximo desorden del universo. Una gran cantidad de carga acumulada en un punto A con respecto a B, conlleva un mayor trabajo para mantener ese "orden". Eso significa que cuando ambos puntos entren en contacto, las cargas tenderán a estabilizarse para alcanzar el "máximo desorden". Cuanto mayor haya sido el orden previo (o sea, cuanto mayor sea la diferencia de potencial), mayor será el trabajo liberado, que era el necesario para mantener ese orden antinatural. (C) ¿Es así?. Es que es lo mismo que ocurre en la mitocondria de la célula, cuanto mayor es el gradiente de protones, más ordenado, y más energía se libera cuando se alcanza el estado natural de desorden.

Estoy descubriendo la física. Es maravillosa, lo explica todo.

[Julián]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Es independiente la diferencia de potencial de la cantidad de carga que cede el enchufe al electrodoméstico, (A) ¿verdad?. Lo único que cuanto mayor sea la diferencia de potencial entre una de las tomas del enchufe y la otra, mayor cantidad de trabajo podrá realizarse con esa carga, (B) ¿verdad?.

Si, la diferencia de potencial es independiente y depende de lo que te suministra la empresa que ofrece la red eléctrica doméstica. En Argentina esa tensión es 220 Volts.
En cuanto al item (B), la cantidad de trabajo que se realizará sobre la carga, no solo depende de la diferencia de potencia, sino que también de la corriente que esta carga consuma y el tiempo que esta lo utilice. Por ejemplo tenemos un aparato que consume 150 [Watts], que es la potencia (trabajo sobre tiempo). Como la potencia eléctrica se define como voltaje por corriente, para un voltaje de 220 [V], esta carga consumirá una corriente de 0.68 ampere. Pero la potencia es la razón de cambio del trabajo con respecto al tiempo, asi que si la carga está conectada más tiempo realizará más trabajo. Es por esto que las empresas no miden la potencia, sino el trabajo porque le importa más cuanto tiempo también utilizas los aparatos. La medida del trabajo que se utiliza es el Kwh (kilo Watts hora), el watts es potencia que multiplicada por tiempo que se utiliza tenemos el trabajo, en vez de Julio porque para la parte eléctrica es más conveniente pero ambas son medidas de trabajo.

Esto me recuerda al máximo desorden del universo. Una gran cantidad de carga acumulada en un punto A con respecto a B, conlleva un mayor trabajo para mantener ese "orden". Eso significa que cuando ambos puntos entren en contacto, las cargas tenderán a estabilizarse para alcanzar el "máximo desorden". Cuanto mayor haya sido el orden previo (o sea, cuanto mayor sea la diferencia de potencial), mayor será el trabajo liberado, que era el necesario para mantener ese orden antinatural. (C) ¿Es así?. Es que es lo mismo que ocurre en la mitocondria de la célula, cuanto mayor es el gradiente de protones, más ordenado, y más energía se libera cuando se alcanza el estado natural de desorden

Analisando estos sistemas desde un punto de vista dinámico, no es tan importante hablar de orden o desorden, sino que los conceptos serían equilibrio y desequilibrio. Todo en la naturaleza tiende al equilibrio. Por ejemplo, si yo levanto un objeto con mi mano desde el suelo, lo llevo a un estado de desequilibrio. Cuando lo suelto, es decir, que mi mano deja de hacer una fuerza en sentido contrario a la gravedad, el objeto busca el equilibrio ¿y cómo lo hace? pues llegando a un menor potencial, es decir, cayendo.
Si tenemos una densidad de carga del mismo signo acumulada y sabemos que las cargas del mismo signo experimentan una fuerza de repulsion, existe un desequilibrio y la fuerza eléctrica trata de llegar a un equilibrio (menor potencial), alejando las cargas lo más posible una de otras.
Para que se mantenga este estado es necesario que actúe una fuerza externa que sea de sentido opuesto a la fuerza eléctrica. Acá está el concepto de diferencia de potencial, si dejara de actuar esta fuerza externa, la fuerza eléctrica realizaría trabajo, separando las cargas. Fijate que tenemos fuerza (eléctrica) y desplazamiento ¿qué es esto? pues trabajo. Y la diferencia de potencial es el trabajo sobre unidad de carga, porque acá estamos hablando de carga eléctrica y no de masa y ninguna otra cosa.
Lo mismo sucede con cargas de signo opuesto, solamente que en este caso la fuerza eléctrica es atractiva y el equilibrio se alcanza cuando se acercan. Así que para este caso el trabajo de una fuerza externa es positivo cuando separa las cargas y negativo cuando se acercan y para la fuerza eléctrica el trabajo de esta es positivo cuando acerca las cargas y negativo cuando se separan.

Si llevamos esto a algo más cotidiano, pensemos en la pila electroquímica. En los polos de esta existe una diferencia de potencial ya que existe una acumulación de cargas de un mismo signo en cada polo. Cuando cerramos el circuito por medio de un material conductor, estas cargas fluyen de manera de alcanzar el equilibrio. El proceso se mantiene hasta que las cargas se encuentren equilibradas, pero por los procesos químicos la pila se sigue acumulando cargas mientras estas se estabilizan, hasta que se agote el potencial químico. La fuerza de la pila que aumenta la diferencia de potencial eléctrica entre los polos es llamada fuerza electromotriz y que para que te des una idea es la fuerza externa que mencionaba antes, de sentido contrario a la fuerza eléctrica. Y haciendo una analogía con la fuerza gravitatoria, la fem es como la fuerza de la mano que levanta al objeto, llevándolo a un potencial mayor (desequilibrio) y la fuerza eléctrica como la gravitacional.

[Ingun]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Genial todo. Me viene de perlas para enlazar con el próximo tema de potencia e intensidad.

Sólo un último detalle: en mi casa, cada enchufe tiene 2 tomas (aunque me han dicho que antes existía un enchufe llamado "trifásico"). Entiendo que uno de ellos está cargado positivamente con una carga con un potencial de 220, y el otro a Tierra, con un potencial de 0, haciendo que la diferencia de potencial sea de 220 (aquí también, en España, tenemos una diferencia de potencial de 220V). (A) ¿Es así?. Y (B) ¿Para qué servía la tercera toma del trifásico?.

Gracias muchachos, éste es un gran foro. Espero poder contribuir algún día con respuestas en lugar de con preguntas :-D

[Julián]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Si observamos los cables que pasan por las calles observamos cuatro cables, uno es el neutro y los otros 3 son los vivos, denominados fases.
Para obtener corriente trifasica se conecta un cable a cada uno y se hace la bajada. Si por el contrario necesitamos corriente monofásica, una casa, se conectara un cable al vivo, uno al neutro y se hace la bajada a la casa.

En todas las casas, a menos que estas sean muy grandes, encontramos esta forma de alimentación, la cual consiste en un cable vivo y un neutro, el vivo por decir de alguna manera trae la corriente, y el neutro permite cerrar el circuito hacia la línea de alimentación.
Se utiliza en viviendas ya que no es necesario manejar grandes potencias, su tensión o voltaje es siempre de 220 volts (siempre teniendo en cuenta entre vivo y neutro, a esto se denomina diferencia de potencial), y la corriente que circula es baja con respecto a los niveles utilizados en el uso industrial.

Entiendo que uno de ellos está cargado positivamente con una carga con un potencial de 220, y el otro a Tierra, con un potencial de 0, haciendo que la diferencia de potencial sea de 220 (aquí también, en España, tenemos una diferencia de potencial de 220V)

Hay una gran confución, que es la que vos tenes, con respecto a la conección a tierra. Como mencioné antes y para las conecciones de las casas residenciales, la configuración es monofásica. Los conductores utilizados para alimentar los aparatos eléctricos se conocen como FASE (ó VIVO) Y NEUTRO (o COMUN). El “vivo”, es el encargado de llevarle la corriente al equipo y debe ir desde el transformador público, pasando por un BREAKER PRINCIPAL (protector que se dispara cuando la corriente excede la capacidad de los cables alimentadores), luego pasa un BREAKER SECUNDARIO de protección del circuito eléctrico correspondiente ubicado en el tablero y por ultimo pasa por el INTERRUPTOR de encendido o apagado del equipo o aparato eléctrico. Una vez que la corriente pasa por el equipo, debe regresar nuevamente al transformador utilizando el otro conductor denominado NEUTRO.
La tensión de los 220, es la diferencia de potencial que hay entre el vivo y el neutro.

La conección a tierra es algo que por lo que yo he visto es un concepto que tiene mucha confusión, por ejemplo a mi me pasaba de confundirla con el concepto de masa. La tierra es una conexión que como su nombre lo indica esta conectada a tierra, al suelo, y sirve para nuestra protección.
Si no estubiera esta conexión, electricamente el circuito sigue funcionando . Pero es posible que nosotros nos convirtamos en un momento en parte del circuito y chau. El problema viene por los transformadores distribuidores de energía, cuyo neutro está conectado al suelo. Uno toca un "vivo" y se electrocuta porque el suelo actua de neutro y aparece una tensión sobre nuestro cuerpo. Así que conectado un cable a tierra el problema disminuye (y mas aun si hay un interruptor diferencial de por medio)

[Ingun]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Hola Julián, de nuevo gracias por el esfuerzo.

Si no lo he entendido mal, en resumidas cuentas, el neutro tiene un potencial de 0 y se utiliza simplemente para que la corriente circule del potencial de 220V al neutro, pasando por el electrodoméstico y generando el trabajo (obviando todo el tema de seguridad). Claro, es difícil no confundirlo con la toma de Tierra, que también tiene un potencial de 0 y cuyo objetivo es asegurar que en caso de cortocircuito, la corriente eléctrica se desvíe a Tierra.

Si esto es así, cuando el neutro se carga con la corriente que le llega del vivo, ¿qué ocurre con la corriente? Porque para mantener la diferencia de potencial, es necesario que el neutro continúe con un potencial de 0V, luego habrá que descargarlo constantemente, ¿no?

Perdona que sea tan preguntón. Veo a la gente que se dedica a "aplicar fórmulas" sin saber lo que hacen. Se están perdiendo lo mejor de la Física, que es comprender el porqué del mundo. Para hacer cálculo las Mates están genial, pero la Física tiene este punto de belleza que se está perdiendo mucha gente.

Gracias!

[Julián]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Perdona que sea tan preguntón. Veo a la gente que se dedica a "aplicar fórmulas" sin saber lo que hacen. Se están perdiendo lo mejor de la Física, que es comprender el porqué del mundo. Para hacer cálculo las Mates están genial, pero la Física tiene este punto de belleza que se está perdiendo mucha gente.

No es ninguna molestia amigo, primero que nada porque yo también estoy aprendiendo por eso estoy en este foro y lo que puedo aportar lo aporto.
Y estoy mas que de acuerdo con vos en que la mayoría de la gente se dedica a aplicar fórmulas sin saber lo que hacen y la culpa la tienen los docentes (obiamente no todos). En mi caso, cuando iva a la secundaría no entendía nada de física y matemáticas. Me decían que aplique esas fórmulas sin saber el significado. Hasta que yo empezé a indagar. No estoy diciendo que las "fórmulas" no sirven porque es todo lo contrario, las matemáticas son un lenguaje y es el mejor para describir relaciones, proporciones, identidades, etc. de una manera simple y corta pero también el castellano es un lenguaje y nos permite describir un suceso, relación, identidad de la misma manera y que para la mayoría de las personas es mejor.

Si no lo he entendido mal, en resumidas cuentas, el neutro tiene un potencial de 0 y se utiliza simplemente para que la corriente circule del potencial de 220V al neutro, pasando por el electrodoméstico y generando el trabajo (obviando todo el tema de seguridad

A ver para que entiendas. La corriente de la red eléctrica que suministra la empresa es alterna, y de forma sinusoidal (fijate aca http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna ) y es producida por generadores que trasnforman la energía mecánica en eléctrica mediante la inducción. La forma más utilizada de generación es la trifásica, en donde tenemos tres conductores "vivos" de igual frecuencia y amplitud pero que están defasados 120º. Si sumamos las tensiones de las fases el resultado es cero. Este punto es el neutro.
Mira un neutro se obtiene de una conexión trifasica llamada estrella, esto es q los tres devandanos o bobinas en uno de sus extremos se unen o convergen a un punto común (neutro) esto es para obtener un sistema balanceado en este tipo de conexión, ya q pueden circular corrientes atraves del neutro si no esta balanceado

Si esto es así, cuando el neutro se carga con la corriente que le llega del vivo, ¿qué ocurre con la corriente? Porque para mantener la diferencia de potencial, es necesario que el neutro continúe con un potencial de 0V, luego habrá que descargarlo constantemente, ¿no

Cuando a dos conductores (en monofásica) con el vivo y el neutro les pones una carga, circula la misma corriente por ambos (vivo y neutro), pero la diferencie de potencial entre neutro y tierra, sigue siendo casi cero. Aca podes ver la diferencia entre tensión y corriente.
Es decir, en tu casa seguro tienes monofásica, es decir, un vivo y el neutro, cuando conectas algún equipo(carga) a el enchufe circula una corriente, y es la misma la que circula por el vivo que por el neutro porque ambos son parte del mismo circuito. Ahora la tensión de 220 [V] es la que tiene el vivo con respecto al neutro.

[Ingun]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Saludos de nuevo, Julian. Tu post me ha hecho saltar unas páginas para llegar al capítulo de corriente alterna. Me figuro que la gráfica entre el potencial y el tiempo tiene forma de sinusoide por el cambio periódico en el potencial. También he entendido que el potencial se mueve entre un máximo y un mínimo cuyo valor modular es el mismo (por ejemplo, +220V y -220V, pasando por un potencial de 0V, en un tiempo constante).

Lo que no he entendido del todo es el flujo de la corriente. Entiendo que la gráfica sinusoidal es sólo los cambios en el potencial a lo largo del tiempo. Pero, (1) ¿cómo se mueven en este caso las cargas? (2)¿se trata de un flujo de electrones que "vibra", cambiando de sentido frecuentemente? Si es así, (3) ¿cómo puede ser transportado este flujo a través de un cable, teniendo en cuenta que las cargas nunca llegan a ninguna parte?

Creo que entendiendo estás preguntas, estaré en disposición de pensar en cómo puede transformarse la tensión en la corriente alterna. ¿Sería conveniente poner esto en otro hilo?

Saludos a todos.

[Julián]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

tambien hay una función sinusoidal para la corriente y hasta para la potencia, si estas son magnitudes que están relacionadas . Por ejemplo la grafica del voltaje alterno está dada por la función $V (t) = 220 [V] * \sin (2 \pi 50[Hz] t)$. En donde $V (t)$ es el valor de la tensión en un instante de tiempo $t$ determinado. Como existe una relación entre la tensión y la corriente dada por la ley de Ohm, El valor de la corriente en un instante de tiempo determinado está dada por la función $i (t) = ( \frac{220 [V]}{Z }) * \sin (2 \pi 50 [Hz] t)$. Y $Z$, es la impedancia que es la oposición a la corriente alterna, analoga a la resistencia salvo que esta es para corriente continua.

Pero, (1) ¿cómo se mueven en este caso las cargas? (2)¿se trata de un flujo de electrones que "vibra", cambiando de sentido frecuentemente?

Exactamente, las cargas no se desplazan sino que vibran. La frecuencia que nos suministra la red eléctrica es de 50 [Hz], es decir que las cargas cambian 50 veces de sentido en un segundo. Así que el desplazamiento en una dirección es practicamente infinitesimal además de que es anulado por el desplazamiento en la dirección contraria del otro semiciclo. Las cargas oscilan.

Si es así, (3) ¿cómo puede ser transportado este flujo a través de un cable, teniendo en cuenta que las cargas nunca llegan a ninguna parte?

Si las cargas oscilan la idea de flujo eléctrico que tenias sacatela de la cabeza. La corriente en este caso se sigue midiendo en amperes. imaginate una sección del conductor, las cargas oscilas asi que una cierta cantidad de cargas atraviesan esa area imaginaria en un tiempo (coulomb/segundo) ves se siguen midiendo igual la corriente, despues van a atravesar la misma area pero en el otro sentido, la corriente es una magnitud escalar.
Y otra cosa hasta en corriente continua, las cargas se desplazan muy lentamente por el conductor. Fijate en este hilo que se habla del tema http://forum.lawebdefisica.com/threa...dad+electrones

Pensá en un circuito de corriente continua, cuando cerras el circuito no es que las cargas salen de un polo y van al otro como si el metal estuviera vacío y sin cargas. En la tan famosa analogía con el agua, en donde el agua es la carga, la altura el potencial (que está en una canilla) y la longitud y diámetro de la manguera la resistencia. Un conductor es como una manguera pero llena de agua, así que cuando abrís la canilla el agua que sale es la que había primero en la manguera y atrás viene la que sale de la canilla.
Para lo eléctrico paso lo mismo, cuando cerras el circuito las cargas en los polos de la fuente están a un mayor potencial asi que por el elevado gradiente de concentración intentan equilibrarse "empujando" a las cargas del conductor que a su vez "empujan" a las siguientes y así hasta que se establesca el campo en el conductor. Esto sucede en una fracción de tiempo muy pequeña enseguida que se cierra el circuito. La velocidad de las cargas no es muy rapida y ademas que colisonan entre ellas, etc. pero el campo eléctrico se desplaza a la velocidad de la luz (o cercano a c porque no es en el vacío). Así que es el campo el que transporta la energía.

En corriente alterna las cargas vibran, no se desplazan, pero esa vibración esta en todo el circuito. Es en la vibración donde esta la energía y nosotros queremos que nos suministren energía no cargas eléctricas (si son todas iguales jejeje). Imaginate que en la central donde se genera la energía eléctrica está desconectado el circuito, en un momento lo cierran y las cargas en toda la red empiezan a vibrar, mi casa queda a un par de kilometros de la central pero las cargas de mi conexión eléctrica que se encuentra conectada al sistema empiezan a vibrar inmediatamente.

[Ingun]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Sencillamente brillante, bravo.

Lo que "transmite" el hilo conductor es la diferencia de potencial. De hecho, dudo que el hilo conductor esté cargado en algún momento. La carga en el conductor tiene que ser 0. Y esto lo explica todo: no hay un flujo de electrones, los electrones que llegan al consumidor son los que se hallan libres en la zona inmediatamente cerca del hilo conductor con el enchufe del consumidor. Es más, ni siquiera hay flujo de electrones tal y como yo lo entendía con la corriente continua. Tampoco en ella existe este flujo! Los electrones son lentos, la diferencia de potencial y los electrones muy cercanos a la toma neutra es lo instantáneo.

Esto también explica que los metales sean buenos conductores: ceden los electrones "sobrantes" del extremo de menor potencial, lo cual es fácil porque estos electrones se hallan libres, no porque se "trasladen rápidamente".

No entiendo el porqué no lo explican en secundaria así, ni tampoco entiendo porqué nadie se pregunta cómo se transporta la corriente alterna si cometes el error que he cometido yo.

Mi aportación a este hilo es la siguiente:

http://campus.usal.es/~electricidad/...Electrones.pdf

Ahí demuestran que el electrón nunca podría ir a la velocidad de la luz, dado que, entre otras cosas, la fuerza centrípeta sería elevadísima.

Saludos, y gracias por vuestra ayuda. Un poco más de sabiduría en mi haber!

[Julián]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

no sigues sin entender, de buena manera diciéndolo ya que sé ha que conocimiento quieres llegar y es el que yo buscaba de la misma manera que vos. Pero veo que hay un avance, ahora déjame explicarte para acomodar esas ideas.

Lo que "transmite" el hilo conductor es la diferencia de potencial

No, lo que trasmite el hilo conductor es energía eléctrica, "mediante" una diferencia de potencial.

De hecho, dudo que el hilo conductor esté cargado en algún momento. La carga en el conductor tiene que ser 0

Un conductor, como un metal, sin que se le aplique una diferencia de potencial en los extremos, posee electrones que están pocamente ligados a sus átomos (que conforman el metal) por lo que pueden escapar de ese poso de potencial (que es el átomo) y moverse libremente en todo el metal. Como ves quedan zonas microscópicas con carga no nula (ya que el átomo perdió un electrón) pero esta es equilibrada por los electrones que se mueven libremente en todo el metal (por eso es llamada nube electrónica), así que el metal macroscópicamente sigue siendo neutro.
Los electrones se mueven pero no hay corriente porque el movimiento de estos es aleatorio (en todas las direcciones) asi que la densidad de corriente es cero. http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_met%C3%A1lico
Cuando en los extremos de este conductor se aplica una diferencia de potencial eléctrica (en corriente continua), los electrones que se movían aleatoriamente en todas las direcciones comienzan a desplazarse en una sola dirección (según el potencial) y se establece la corriente.
Como la carga del metal macroscopicamente tiene que seguir siendo neutra, la cantidad de electrones que salieron del metal en un extremo entran a este en el otro polo.

Y esto lo explica todo: no hay un flujo de electrones, los electrones que llegan al consumidor son los que se hallan libres en la zona inmediatamente cerca del hilo conductor con el enchufe del consumidor.

Los electrones no llegan, ya estan en el conductor, pero deslocalizados y moviendose aleatoriamente en todas las direcciones. Pero no es posible obtener energía aprovechable de esto, ya que si un electrón se mueve en una dirección hay otro que se mueve en la contraria. Cuando se le aplica una diferencia de potencial alterna, estos electrones de conducción comienzan a oscilar todos en la misma dirección según el potencial y como todos se mueven en el mismo sentido el trabajo es útil.

Ahí demuestran que el electrón nunca podría ir a la velocidad de la luz, dado que, entre otras cosas, la fuerza centrípeta sería elevadísima.

Un electrón nunca podrá alcanzar la velocidad de luz, por mas elevada que sea una fuerza por que es una partícula con masa en reposo no nula. bueno esto ya es otro tema.

[Ingun]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

Vaya, yo que pensaba que lo había cerrado.

El primer apunte, lo tengo. Aún me falta soltura para expresarme con jerga física. Pero lo tengo! Gracias

Con respecto a lo segundo, también lo tengo. Los electrones "vibran" en el mismo sentido y generan trabajo. Mi pregunta es: si la diferencia de potencial varía entre un extremo a otro del conductor, con una Vp de 10 V por ejemplo, como en este gráfico:



Entiendo que se puede generar un Vp de 10V en el generador, pero en casa del cliente (o cerca de casa del cliente), ¿cómo generas un -Vp para que la corriente sea alterna? Para eso necesitar energía, ya que U = K (q / d). No sé si me estoy explicando. El objetivo de todo esto es generar energía para el cliente, pero para generar -Vp hace falta también energía, y es necesario que se genere en el cliente para que la corriente alterne. ¿Acaso basta con dejar la carga en el generador a 0 momentáneamente para que la diferencia de potencial sea 20V, y el cliente "no hace nada" (ya que buscamos sólo una diferencia de potencial)? De otro modo, el cliente necesitaría generar una carga de U = -K(q / d) = - 10V

Saludos.

[Julián]

Re: Teórico: conversión de potencial eléctrico en trabajo.

No te entendí muy bien la pregunta. El gráfico es una representación ideal de una onda alterna, ya que en la realidad esas ondas tienen armónicos, etc.
La que adjuntaste es una onda senoidal de un voltaje pico de 10 [V] y un voltaje pico a pico de 20 [V]

Entiendo que se puede generar un Vp de 10V en el generador, pero en casa del cliente (o cerca de casa del cliente), ¿cómo generas un -Vp para que la corriente sea alterna?

El generador de la central es un electroimán que por el principio de inducción electromagnética genera una diferencia de potencial (fuerza electromotriz) en un conductor. http://es.wikipedia.org/wiki/Inducci...magn%C3%A9tica
o fijate en este video que lo explica muy bien http://www.youtube.com/watch?v=ZyG7q3SaDD0

A grandes rasgos un campo magnético variable que cuyas lineas de fuerza atraviesan un conductor produce en este un voltaje. Es otra forma de generar la corriente. Los generadores son imanes que alrededor de este se encuentra enrollado cables conductores (bobinado). A traves de algún tipo de energía, por ejemplo el de una cascada (energía potencial en el agua que se trasforma en cinetica, y esta agua que cae golpea un rotor o rueda que esta unido a los imanes y estos giran, por lo que el campo que atraviesa el bobinado gira (varia) y produce el potencial. El potencial será alterno ya que el iman tiene un movimiento circular. Así que la corriente alterna es generada en el mismo generador.
Al decir que la tensión es negativa simplemente indica el sentido de la diferencia de potencial. No quiere decir que una tensión positiva entrega y la tensión negativa toma energía. Para darte un ejemplo imaginate un cable de una longitud $l$. Si le aplicamos una tensión de izquierda a derecha decimos que esta es positiva $Vp=10[V]$, luego la tensión va decreciendo hasta llegar a cero y luego empieza a aumentar pero ahora de derecha a izquiera, hasta llegar a los 10[V] y empieza a decrecer y el ciclo se repite. Para diferenciarla de la tensión que es de izquierda a derecha decimos que esta es negativa con respecto a cero $-Vp = -10 [V]$

El objetivo de todo esto es generar energía para el cliente, pero para generar -Vp hace falta también energía, y es necesario que se genere en el cliente para que la corriente alterne

La energía por ejemplo la de una represa o cascada es la misma la que genera las tensiones en ambos semiciclos. Y la corriente es alterna desde que se genera y en toda la red, hasta la red propia de un cliente (obiamente los transformadores bajan la tensión en las redes domiciliarias) y luego el cliente obtiene una tensión de 220 [v], y de 50 [Hz]; luego este la puede rectificar, etc.

¿Acaso basta con dejar la carga en el generador a 0 momentáneamente para que la diferencia de potencial sea 20V, y el cliente "no hace nada" (ya que buscamos sólo una diferencia de potencial)? De otro modo, el cliente necesitaría generar una carga de U = -K(q / d) = - 10V

Te lo vuelvo a repetir asi te queda claro. Primero que nada la carga no se genera la carga ya esta en el conductor, lo que se genera es la diferencia de potencial eléctrico (también llamada voltaje o tensión). Y decimos diferencia de potencial y no potencial porque es una medida que se mide con respecto a algo, este algo es lo que se llama masa.
La alimentación negativa no es mas que un voltaje que se subsitua con respecto a la masa, por asi decirlo, en un circuito electrónico, +12v alimentara una parte del circuito interno, y -12 otra parte, que necesita que la corriente vaya en sentido contrario a la primera, por lo tanto, un truco para esto, es hace que el voltaje este por debajo del nivel de masa, así obligara a la corriente a ir en sentido contrario a que si se alimenta con el mismo +12 respecto a masa.