Primero, eliminemos algunos posibles conceptos erróneos.
- ¿Es el voltaje algún tipo de fuerza? No. El antiguo término EMF o “fuerza electromotriz” no era demasiado preciso, pero después de tanto tiempo es imposible eliminarlo. En cambio, piense por un segundo: los voltios no se miden en unidades de Newton. La fuerza se mide en Newtons, mientras que los voltios no son unidades de fuerza.
- ¿No es el voltaje solo una medida del trabajo eléctrico o de la energía potencial? Incorrecto. Muchas personas, incluso expertos, se confunden con el término matemático llamado “Potenciales”, y lo mezclan con la idea de “Energía potencial”. De hecho, Potenciales y EP son dos conceptos completamente separados. (Busque sitios de física que expliquen el concepto de potenciales. O mejor, vea los libros de matemáticas sobre Teoría de los potenciales). La gente también se confunde con la unidad “Volt”, una unidad de física que está calibrada contra unidades métricas de energía / trabajo de MKS, el Julios Pero no es posible convertir voltios en julios; El voltaje en sí no puede expresarse en julios, y no es una unidad de energía potencial. El potencial no es energía potencial, así como los voltios no son julios. (Heh, ¿estabas preguntando por el voltaje y los potenciales, o preguntabas por la unidad SI llamada Volt? A continuación no estoy hablando de la unidad métrica MKS Volt; en cambio, estoy explicando el voltaje en sí).
- ¿Existe voltaje en la superficie de los objetos? No. El voltaje está asociado con los campos e, y ocupa espacio. El voltaje cuelga de manera invisible en los espacios entre los conductores. La mayoría de las personas nunca se dan cuenta de que el voltaje se extiende hacia el aire, ya que los voltímetros comunes requieren corriente para funcionar, y no dan las lecturas de voltaje correctas cuando se mantienen en el aire cerca de los cables.
¿Qué es el voltaje? Respuesta simple: voltaje, una forma de describir los campos electrónicos: campos eléctricos. El voltaje es la integral de línea de un campo electrónico. Está hecho de campos electrónicos en el espacio, o campos electrónicos dentro de materiales resistivos. Si tiene campos e, tiene voltaje y viceversa. (Y, los campos e son el otro tipo de campo , el hermano de los campos magnéticos. Juntos, los dos forman E&M, electro más magnetismo. ¡El magnetismo y la gravedad no son el único tipo de campos invisibles!)
En otras palabras, el voltaje es algo similar a la Intensidad de Flujo, o algo así como las líneas de fuerza invisibles de Faraday. Siempre que tengamos voltaje, también debemos tener campos electrónicos y líneas de fuerza colgando en el espacio. Pero el flujo y el voltaje también son bastante diferentes entre sí: los patrones de voltaje invisibles siempre se dibujan perpendiculares a las líneas de fuerza invisibles del campo.
Podemos echar un vistazo a un voltaje invisible. Consígase una batería de 9V. Un terminal se carga positivo, el otro negativo. En el espacio entre los terminales de la batería encontramos voltaje puro; Un voltaje sin corriente. Los patrones de voltaje invisibles cuelgan en el espacio vacío. Podemos mirar con cuidado, pero no se ve nada entre los terminales de la batería. ¡Estamos viendo voltaje puro! 🙂 Si un terminal es 0V y el otro terminal es 9V, entonces colgando exactamente entre los terminales hay un plano plano invisible con un valor de 4.5V. Podemos medir tales voltajes usando un electrómetro, un voltímetro electrostático con una impedancia casi infinita. (Los voltímetros normales con su impedancia de entrada de 10 Meg, acortarán completamente los voltajes encontrados en el espacio vacío. Los voltímetros comunes solo funcionan correctamente cuando se tocan los conductores).
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¿Qué tal una vista más detallada? Cada vez que tenemos una esfera de metal cargada, esa esfera está rodeada por un campo e, por una nube radial de diente de león hecha de líneas de fuerza invisibles. (La aspersión de limaduras de hierro en papel no muestra campos electrónicos, sino que espolvorea un poco de semilla de hierba sobre el aceite). Pero el campo electrónico que rodea la esfera cargada también puede verse como una capa de cebolla invisible, un grupo de esferas concéntricas. “Mirando a través de una cebolla de vidrio”, cada capa tiene su propio voltaje en relación con la superficie del metal, mientras que el centro de la cebolla contiene nuestro objeto cargado eléctricamente.
¡A veces el voltaje es una muñeca rusa hecha de esferas concéntricas infinitamente delgadas!
En general, los potenciales como el voltaje toman la forma de superficies y planos curvos 3D. El potencial de gravedad hace esto. En su habitación, flotando sobre el piso hay una pila invisible de aviones, cada avión tiene un potencial de gravedad diferente. (No hay energía potencial almacenada, ya que no estamos levantando ninguna roca. El campo de gravedad cuelga en el aire vacío sobre el suelo. Los potenciales son parte del campo mismo). Lo mismo sucede con una placa de metal cargada. . Asomando sobre la placa plana hay una pila invisible de planos hechos de voltaje puro; voltaje sin corriente. El término oficial para estos es planos equipotenciales, también superficies isopotenciales .
Consígase una gran caja de cubreobjetos de microscopio de vidrio y apílelos. Así es como suele verse el voltaje. Los “potenciales” son una forma de describir los campos electrónicos en el espacio. El método más familiar es usar fajos de fibras paralelas para describir los campos; el campo vectorial eléctrico o “líneas de fuerza”. Tanto las fibras como los planos apilados describen lo mismo, y las fibras invisibles siempre deben penetrar en los planos invisibles exactamente a 90 grados. Entonces, ¿qué es el voltaje? ¡Son planos invisibles, perpendiculares a las líneas de fuerza invisibles!
Respuesta más complicada (ignórela si lo desea). El voltaje es una de las facetas de los campos EM, y los campos EM son campos de medición con una partícula de intercambio llamada Fotón. Los campos EM a longitudes de onda por debajo de la luz visible se dividen en campos e y b separados: condensadores e imanes, antenas de bucle y dipolos, campos electrostáticos y magnetostaticos. Entonces, el voltaje en realidad está “compuesto de” fotones, donde los fotones tienen energía y frecuencia casi cero, y una longitud de onda casi infinita.
¿De qué está compuesto el voltaje? Eso es básicamente lo mismo que preguntar, ¿de qué están realmente hechas las líneas de fuerza eléctrica de Faraday? O preguntando, ¿qué son los campos magnéticos o los campos eléctricos? Si si, que son los imanes. Esa es la pregunta equivocada, ya que los imanes son solo barras de hierro. La verdadera pregunta es: ¡ ¿QUÉ SON LOS CAMPOS FREAKIN ‘? ¡Son solo conceptos matemáticos abstractos … que pueden doblar el hierro o prender fuego a su cena de microondas!