¿La corriente siempre requiere un ciclo completo para fluir?

La corriente siempre necesita un circuito completo para fluir, pero a veces no eres consciente de cómo se está cerrando el circuito.

Son las 11:00 PM y usted está en el laboratorio de pruebas tratando de hacer que su producto de consumo pase las pruebas de emisiones de la FCC. El producto está irradiando una señal de radiofrecuencia. Sin embargo, no tiene ningún circuito que funcione a esta frecuencia. Extraño.

Miras el esquema y miras el tablero. Todos los valores de los componentes son correctos. El diseño de la PCB coincide con el esquema y no hay cortos o aperturas en el tablero.

Al oler con una sonda de osciloscopio, verá una oscilación a la frecuencia que está causando la falla. Esto debe ser eso. Usted persigue esta oscilación en un bucle por un tiempo.

Ahí es cuando una hipótesis te golpea. Verá dos trazas de PCB paralelas que tienen señal. ¿Podrían estar actuando como un condensador? Aunque, la capacitancia de este capacitor parásito es muy pequeña, podría ser suficiente para completar un circuito no intencional a esta frecuencia. Esta conexión puede estar creando un oscilador de RF.

Para probar esta teoría, corta uno de los rastros ofensivos y vuelve a conectarlo con un cable largo que aleja del otro rastro. La oscilación se ha ido. Empujas el cable hacia donde estaba el rastro y vuelve a aparecer la oscilación. Has probado tu hipótesis.

Extiende el tablero nuevamente, separando estos dos rastros y agregando algo de relleno de tierra entre ellos. Esto desconecta efectivamente el bucle involuntario. Al regresar al laboratorio de pruebas, pasa las pruebas de emisiones de la FCC. Tu jefe está muy feliz. Obtienes un gran aumento. OK, exagero un poco.

No. La corriente no requiere un bucle completo, no en el sentido de un conductor o cargas transportadas a cierta distancia.

Cada condensador es prueba de esto. En funcionamiento normal, a excepción de las fugas no deseadas, no fluyen cargas directamente de una placa a otra.

Conecte una batería a un condensador y la corriente fluye. Los electrones fluyen desde el terminal negativo de la batería hacia la placa negativa del condensador. Mientras tanto, los electrones salen de la placa positiva del condensador y pasan al terminal positivo de la batería. Una vez que el condensador se carga al voltaje de la batería, la corriente se detiene.

Gracias a EMCELETTRONICA dot COM por la imagen:

Gracias a CDLI dot CA por la imagen:

Si desconecta la batería y conecta una carga en su lugar, nuevamente fluye corriente. Los electrones fluyen desde la placa negativa, a través de la carga, y hacia la placa positiva hasta que la carga se vuelve igual y neutral.

Gracias a CDLI dot CA por la imagen:

De hecho, esto sucede con todo. Todo tiene una capacidad entre él y otros objetos. Para algunos usos, podemos ignorar esto, por lo que no nos importa si hay unos cientos de picofaradios entre los cables de la batería de su automóvil o entre el cableado de CA en sus paredes porque las frecuencias son demasiado bajas, la capacitancia es demasiado baja y Las corrientes causadas por esta capacitancia parásita son intrascendentes en comparación con el flujo de corriente normal.

Pero en los circuitos de frecuencia más alta y en los circuitos de muy alta impedancia (y, por lo tanto, de baja corriente), se debe tener en cuenta incluso una pequeña capacitancia parásita. Ignorar esto puede causar oscilaciones no deseadas, sonar o tener efectos no deseados en la respuesta de frecuencia, acoplar el ruido a través de circuitos no conectados, o causar daños por ESD incluso dentro de una caja blindada donde parece imposible, debido a la inductancia inherente de cada longitud de conductor.

Gracias a IMGUR dot COM por la imagen. El timbre pequeño es con 10pF de capacitancia parásita, el timbre más grande es con 50pF de capacitancia parásita:

Gracias a IBIBLIO dot ORG por la imagen:

Gracias a COMPLIANCE-CLUB dot COM por la imagen:

Simplificamos las cosas al decir que la corriente alterna fluye a través de un condensador. Pero eso es tan malo como decir que la corriente toma el camino de menor resistencia.

Con un generador Van de Graaff, la carga se induce en la correa, se lleva hacia arriba por el movimiento de la correa alrededor de las poleas, y luego se transfiere a la pelota en la parte superior. Las cargas viajan a través del aire hacia y desde la correa y los peines metálicos puntiagudos en la parte superior e inferior, pero la carga es inducida por la correa que hace contacto y se rompe con los rodillos (que están hechos de diferentes materiales) en algo llamado Efecto Triboeléctrico.

Gracias a HYPERPHYSICS dot PHY-ASTR dot GSU dot EDU. Tenga en cuenta que los cepillos NO tocan la correa y que el cepillo inferior debe estar a la derecha si la correa pierde contacto con el rodillo inferior:

Gracias a AMAZONAWS dot COM por la imagen de esta variación:

Puedo inducir una carga positiva en una forma neutra con un objeto cargado negativamente. No fluye corriente entre el objeto cargado negativamente y el objeto neutro.

Gracias a SCHOOLWORKHELPER dot NET por la imagen:

La electricidad es extremadamente compleja. Incluso decir que la corriente fluye alrededor del circuito es una simplificación. De hecho, los electrones reales, aunque rebotan aleatoriamente muy rápidamente, tienen una “velocidad de deriva” cuando la corriente fluye en el orden de mm por hora. Pero la “electricidad” en un cable viaja a la velocidad de la luz como una onda electromagnética.

Gracias a TUTORVISTA dot COM por la imagen de un electrón errante:

Un amperio es 6.24 × 10 ^ 18 electrones (u otras cargas) pasando un punto dado por segundo. Pero hay, de hecho, más electrones libres incluso en un pequeño cable de cobre. Aquí hay un ejemplo de un cable de 1 mm con 3 A de corriente, que es un valor realista. ¡Pero la velocidad de deriva sigue siendo solo 0.28um por segundo!

Gracias a HYPERPHYSICS dot PHY-ASTR dot GSU dot EDU, vea el ejemplo realista en el último párrafo:

http: //hyperphysics.phy-astr.gsu

Cuando abre el grifo, el agua no tiene que viajar desde el depósito hasta el grifo. La tubería ya está llena de agua, por lo que el agua que sale ya estaba en su casa. Si el suyo fuera el único grifo en toda la ciudad, nadie podría medir el flujo de agua en las tuberías de 12 pulgadas que corren por toda la ciudad.

En el caso de las tuberías de agua, los cambios de presión viajan a la velocidad del sonido en el agua a pesar de que el agua misma viaja muy lentamente.

TL; DR

No, la corriente no siempre requiere un bucle completo para fluir, pero no continuará fluyendo sin un bucle completo, aunque no todas las rutas conductoras son obvias. A menudo simplificamos las cosas con fines educativos, para no cargar demasiado en un estudiante que está aprendiendo.

Gracias por A2A

Esta es una de esas simplificaciones que a menudo causa problemas cuando avanzas más allá de los circuitos simples. Es cierto, en un grado significativo en DC y 60Hz.

Internalicé esta noción como un muchacho, y causó enormes dificultades al tratar de entender cuántas antenas funcionan.

Y, sin embargo, a veces es necesario volver a esta idea. ¿Hay una ruta DC completa? ¿Dónde fluye la corriente de retorno? Qué sucede con el lado negativo de la fuente de alimentación si el positivo se pone en cortocircuito a tierra.

Es una buena regla general y un concepto útil cuando se enseña, pero no debe considerarse una regla de la naturaleza inquebrantable.

Es una simplificacion.

Colocar un lado de un conductor a un potencial bajo eventualmente resultará en una mayor concentración de electrones lejos de ese lado y una menor concentración de electrones cerca de ese lado. Mientras esto sucede, la corriente fluye a una velocidad que disminuye rápidamente. Si el extremo lejano es grande o parte de un condensador, puede hacer que fluya más corriente durante más tiempo.

También es posible que las diferencias potenciales conduzcan las corrientes de una manera por un corto tiempo antes de que esto se invierta. Esto sucede con los rayos individuales y con las partículas aceleradas en un acelerador Van de Graaff.

Sin embargo, dado que la carga eléctrica parece estar estrictamente conservada, y las fuerzas eléctricas son intrínsecamente grandes, cualquier agrupación de cargas en flujos de CC unidireccionales tiende a equilibrarse eventualmente.

La mayoría de las veces, para fines más prácticos, la corriente requiere un bucle completo. Sin embargo, hay circunstancias excepcionales en las que no es así. Un objeto con carga neutra se puede cargar (ya sea positivo o negativo), y mientras se carga no hay bucle. Un buen ejemplo es un globo de goma en un día seco.

Esto supone un flujo de corriente CC y no un flujo de corriente RF. Es posible que un cable irradie fotones (es decir, una antena) y, en esas condiciones, la corriente en el núcleo coaxial (que suministra la antena) no está equilibrada con la corriente en la trenza.

Saludos, Tony Barry

En un circuito que consta solo de una resistencia y un condensador en conexión en serie, en realidad no hay un bucle ya que los dos lados del condensador no están conectados eléctricamente. Aún así, una corriente parecerá fluir hasta que el capacitor esté completamente cargado. En realidad, lo que sucede es que los electrones que entran en una de las placas de los condensadores alejarán a los electrones de la placa opuesta, haciendo que parezca que los electrones han atravesado el condensador.

No necesariamente. Los electrones fluirán si hay una diferencia de potencial entre 2 puntos, siempre que haya un medio en el medio. Un buen ejemplo es una descarga electrostática y rayos. Aunque una vez que se alcanza el equilibrio, el flujo se detendrá. Si se desea un flujo continuo de electrones, entonces la respuesta es SÍ, debe haber una ruta de retorno. Un análogo es una bomba de agua donde el agua puede circular desde el depósito y de regreso. Una vez que cierre la válvula, el flujo de agua se detendrá, lo que es similar a cortar el circuito.

La corriente continua requiere un bucle para fluir. Por cortos períodos de tiempo, una corriente cambiante puede acumularse en un condensador.