La idea errónea que nos enseñan sobre la electricidad
imagina que tienes un circuito gigante
que consiste de una batería un
interruptor una bombilla y dos cables de
300,000 km cada uno Esa es la distancia
que la luz recorre en un segundo
cubrirían la mitad de la distancia a la
luna ida y vuelta para conectarse a la
bombilla que está a 1 mro La pregunta es
luego de apagar el interruptor cuánto
tardará la bombilla en prenderse medio
segundo un segundo 2 segundos uno sobre
6 segundos o ninguna de esas debes dar
por sentado algunas cosas que lo
simplifican como que los cables no deben
tener resistencia o esto no funcionaría
y que la bombilla se enciende en el
instante en el que la atraviesa la
corriente pero quiero que te comprometas
con una respuesta y la pongas en los
comentarios para que no puedas decir sí
sabía que esa era la respuesta cuando te
la diga Más
adelante esta pregunta se relaciona con
Cómo la energía eléctrica llega de la
central eléctrica a tu casa A diferencia
de una batería la electricidad en la red
llega en forma de corriente alterna o
sea lo que significa que los electrones
en los cables se mueven hacia delante y
atrás Nunca van a ninguna parte Así que
si las cargas no vienen de la central a
tu casa cómo llega la energía eléctrica
hasta tu
casa cuando daba clase sobre esto solía
decir que los cables son como este tubo
plástico flexible y que los electrones
dentro son como esta cadena lo que hace
la central eléctrica es empujar Y tirar
de los electrones ida y vuelta 60 veces
por segundo en tu casa Puedes enchufar
algo como una tostadora lo que significa
que permites que los electrones pasen
por ella así que cuando la central
empuja y tira de los electrones estos se
encuentran resistencia en la tostadora y
disipan su energía como calor y puedes
tu pan esto es muy genial hace fácil
verlo y creo que mis alumnos lo
entendieron Pero hay un problema es
incorrecto en primer lugar no hay un
cable continuo que vaya directamente
desde la central de energía hasta tu
casa no hay brechas físicas hay quiebres
en la línea como en los transformadores
donde hay una bobina de cable de un lado
y otra bobina del otro lado y así los
electrones no pueden fluir de una a laot
además si son los electrones los que
llevan la energía de la central hasta tu
aparato cuando esos mismos electrones
fluyan hacia la central Por qué no
llevan energía de vuelta desde tu casa
hasta la central es decir si la
corriente fluye en ambas direcciones por
qué la energía solo fluye en una
dirección Estas son las mentiras que te
enseñaron sobre la electricidad que los
electrones en sí mismos tien tienen
energía potencial que son empujados o
atraídos en un bucle continuo y que
disipan su energía en los dispositivos
en este video propongo que todo eso es
falso Así que cómo funciona en
verdad En las décadas de 1860 y 70 hubo
grandes avances para entender el
universo cuando el físico escocés James
clerk Maxwell descubrió que la luz está
hecha de Campos eléctricos y magnéticos
oscilantes esos Campos oscilan
perpendicularmente entre ellos y están
en fase por lo que si uno está en su
máximo también el otro él hizo las
ecuaciones que gobiernan el
comportamiento de los campos eléctricos
y magnéticos y Por ende estas ondas hoy
son llamadas las ecuaciones de Maxwell
pero en
1883 uno de los discípulos de Maxwell
John Henry pointing comienza a pensar en
la conservación de la energía si laer
energía se conserva localmente en cada
Rincón del espacio deberías ser capaz de
rastrear el camino por el que fluye la
energía de un lugar a otro piensa en la
energía que viene a nosotros desde el
sol durante esos 8 minutos en los que la
luz viaja la energía se almacena y
transmite en los campos eléctricos y
magnéticos de la luz pointing elabora
una ecuación que describe el flujo de
energía es decir Cuánta energía
electromagnética pasa Por cierta área
por segundo esto se conoce como el
vector de pointing y se le da el símbolo
s la fórmula es bastante simple es una
constante 1 sobre mu sub 0 que es la
permeabilidad del vacío multiplicado por
el producto cruz de e * b esto es el
producto vectorial de los campos
eléctrico y magnético el producto
cruzado es una forma particular de
multiplicar dos vectores entre sí donde
multiplica sus magnitudes
perpendiculares y para hallar la
pones los dedos en la dirección del
primer vector en este caso es el campo
eléctrico y los curvas en la dirección
del segundo vector los campos magnéticos
y tu pulgar apunta en la dirección del
vector resultante el flujo de energía lo
que esto nos demuestra sobre la luz Es
que la energía fluye perpendicularmente
a los campos magnéticos y eléctricos y
es en la misma dirección en la que viaja
la luz lo que tiene mucho sentido la luz
lleva energía desde su fuente hasta su
destino pero la clave es esta la
ecuación de pointing no solo funciona
para la luz funciona cada vez que
coinciden Campos eléctricos y magnéticos
siempre que haya Campos eléctricos Y
magnéticos juntos hay un flujo de
energía y puedes calcularlo usando el
vector de
pointing para ilustrar esto veamos un
circuito simple con una batería y una
bombilla la batería en sí misma tiene un
campo eléctrico pero como las cargas no
se mueven no hay campo magnético por lo
que la batería no pierde energía cuando
la batería se conecta al circuito su
campo eléctrico se extiende por ese
circuito a la velocidad de la luz este
campo eléctrico empuja electrones que se
acumulan en algunas superficies de los
conductores generándoles cargas
negativas y se reducen en otras dejando
esas superficies con carga positiva
estas cargas en las superficies Crean un
pequeño campo eléctrico dentro de los
cables causando que los electrones
viajen preferentemente en una dirección
la velocidad en que viajan es muy lenta
alrededor de una décima de milímetro por
segundo Pero esto es la corriente bueno
la corriente convencional por definición
fluye contraria al sentido de los
electrones pero les diré Cómo ocurre
esto la carga en la superficie de los
conductores también crea un campo
eléctrico afuera de los cables y la
corriente dentro de los cables crea un
campo magnético afuera de ellos ahora
existe una combinación de Campos
eléctricos y magnéticos en el espacio
alrededor del circuito según la teoría
de pointing debería ver un flujo de
energía y podemos determinar la
dirección de este flujo usando la regla
de la mano derecha alrededor de la
batería el campo eléctrico Está hacia
abajo y el campo magnético hacia adentro
de la pantalla Así que hayas que la
energía fluye hacia afuera y a la
derecha de la
batería de hecho alrededor de la batería
hallas que la energía es radial hacia
fuera la energía va hacia fuera por los
lados de la batería hacia los
campos a través de los cables también
puedes usar la misma regla y hallas que
la energía fluye hacia la derecha esto
sucede en los campos alrededor del cable
Superior y del cable inferior pero en el
filamento el vector de pointing apunta
hacia dentro de la bombilla la bombilla
está obteniendo energía del campo si
haces el producto vectorial hallas que
la energía está llegando en todas
direcciones hacia la bombilla toman
muchos caminos desde la batería hasta la
bombilla Pero en todos los casos la
energía es transmitida por los campos
eléctricos y magnéticos la gente suele
creer que bombe electrones que compras
electrones o algo así están muy
equivocados para mucha gente al día de
hoy es muy contraintuitivo pensar que la
energía fluye en el espacio alrededor
del conductor pero la energía que viaja
por el campo lo hace bastante
rápido hay varias cosas para observar
aquí a pesar de que los electrones van
en dos direcciones hacia fuera de la
batería y hacia ella al usar el vector
de pointing hallas que la energía fluye
solo en una dirección de la batería
hacia la bombilla esto también muestra
que son los campos y no los electrones
los que llevan la energía Cuánto se
mueven los electrones en el esquema que
planteas casi nada tal vez no se
muevan Qué sucede si en lugar de una
batería usamos una fuente de corriente
alterna la dirección de la corriente se
revierte cada medio ciclo esto quiere
decir que tanto los campos eléctricos
como magnéticos se invierten a la vez
así que en todo momento el vector de
pointing sigue apuntando en la misma
dirección de la Fuente a la bombilla el
mismo análisis que usamos con la
corriente continua funciona con la
alterna y esto Explica cómo la energía
puede fluir de las centrales eléctricas
a los hogares por el tendido eléctrico
dentro de los cables los electrones se
mueven hacia atrás y adelante Aquí se
puede ver de forma exagerada pero no
llevan la energía fuera de los cables
los campos eléctricos y magnéticos
oscilantes viajan de la central
eléctrica a tu hogar puedes usar el
vector de pointing para ver que el flujo
de energía va en una
dirección quizás crea que esto es solo
una discusión académica que puedes
pensar a la energía como transmitida por
los campos o por la corriente del cable
Pero no es así y la gente lo aprendió de
la forma difícil cuando colocaron cables
submarinos de telégrafo el primer cable
transatlántico fue colocado en
1858 solo funcionó un mes nunca funcionó
bien hay todo tipo de distorsiones al
enviar señales enormes distorsiones
podían usarlo a un par de palabras por
minuto hallaron que al enviar señales a
tanta distancia bajo el mar los pulsos
se
distorsionaba difícil diferenciar a los
puntos de las rayas para explicar estas
fallas hubo un debate entre científicos
William Thompson el futuro lord Kelvin
creía que las señales eléctricas a
través de cables submarinos eran como
agua fluyendo en un tubo de goma pero
otros como jaide y fitz gerald decían
que eran los campos alrededor de los
cables los que movían la energía e
informa
y finalmente se probó que era cierto
para aislar y proteger el cable
submarino el conductor de cobre central
fue recubierto por un aislante e
introducido en una funda de hierro el
hierro pretendía fortalecer el cable
pero como buen conductor interfería con
la propagación de Campos
electromagnéticos porque aumentaba la
capacitancia del cable por esto hoy la
mayoría de los cables están suspendidos
en lo alto incluso la tierra húmeda
funciona como un conductor Así que es
mejor tener un gran espacio de aire que
aísle los cables del
suelo Entonces cuál es la respuesta a la
pregunta sobre el circuito gigante con
la bombilla luego de presionar el
interruptor la bombilla se encenderá
casi inmediatamente en alrededor de un
sobre 6 segundos la respuesta correcta
es la d creo que mucha gente imagina que
el campo eléctrico necesita viajar de la
batería a través del cable de un segundo
luz de largo por lo que debería tardar
un segundo en encenderse pero lo que
hemos aprendido es que lo que importa no
es lo que sucede en los cables es lo que
pasa a su alrededor y los campos
eléctricos y magnéticos pueden
propagarse en el espacio hasta la
bombilla que está a 1 m en nanosegundos
Y ese es el factor limitante para que se
encienda ahora la bombilla no recibirá
el voltaje completo de la batería y
inmediatamente será una fracción que
depende de la impedancia de los cables y
de la bombilla le pregunté a varios
expertos sobre esto y obtuve respuestas
diferentes pero todos coincidían en
estos puntos claves pondré sus análisis
en la descripción En caso de que quiera
saber más sobre este esquema en
particular si no me creen y la gente
cree que no es cierto definitivamente
podemos invertir y armar la instalación
Hacer nuestro cableado en el desierto
intentarán refutarlo estoy de acuerdo
dirán que no es
verdad eso es lo que
pienso creo que es algo extraño que esto
sea de esas cosas que usamos todos los
días y sobre las que casi nadie piensa
ni conoce la respuesta las ondas
electromagnéticas que viajan alrededor
de los cables son las que en verdad
traen tu
energía an
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