¿Cuál es la conexión entre las dos definiciones de voltaje de diferencia de potencial?

Jahanvi 07/15/2017. 2 answers, 28 views
potential work potential-energy voltage definition

Cuando nos presentaron el concepto de diferencia de potencial, se nos dio el ejemplo del flujo de agua entre dos vasos de precipitados a través de una tubería. El agua fluye a través de la tubería desde un vaso de precipitados que tiene una mayor cantidad de agua hasta un segundo vaso de precipitados que tiene una cantidad de agua menor.

Entendí. Hay más agua en un vaso de precipitados por lo que fluye al otro vaso de precipitados. Entonces pensé que dado que hay más electrones en un terminal de la batería y menos electrones en el otro terminal, los electrones fluyen. Esto fue fácil de entender como diferencia de potencial. Pero luego llegó esta definición: "La diferencia de potencial se define como el trabajo realizado al mover una carga de un punto a otro".

No puedo encontrar cómo los dos conceptos están relacionados entre sí. Y si la segunda definición es el significado real del término, entonces no veo cómo puede hacer que fluya la corriente, ya que es el trabajo realizado por un electrón. No proporciona una razón para el flujo de carga. Por favor alguien puede explicarme esto.

2 Answers


Farcher 07/15/2017.

Cuando utiliza la analogía del circuito de agua, el volumen de agua es equivalente a la carga y la diferencia entre las alturas del líquido $ h $ es equivalente a la diferencia de potencial.
Una bomba de agua en el circuito recibe energía y aumenta el potencial (energía) del agua con la celda equivalente mediante una reacción electroquímica para aumentar el potencial (energía) de los portadores de carga móvil.

La bomba de agua al elevar la unidad de masa de agua a una altura vertical $ h $ hará una cantidad de trabajo de $ gh $, por lo que la diferencia en el potencial entre el agua en la parte superior e inferior es de $ gh $.
La celda aumenta el potencial de la unidad de carga positiva al pasar de la terminal negativa a la terminal positiva a expensas de la cantidad de energía química de $ V $. $ V $ se llama la diferencia de potencial entre los dos terminales de la celda.

Su ejemplo de vasos conectados lleno de diferentes heights de agua, digamos $ h_1 $ y $ h_2 $ con $ h_1> h_2 $, es equivalente a dos condensadores que se conectan con la diferencia de potencial entre las placas de cada condensador siendo diferente, digamos $ V_1 $ y $ V_2 $ con $ V_1> V_2 $.
El estado final de los vasos será el mismo nivel de agua en cada vaso porque el agua fluyó del vaso 1 al vaso 2 y el estado final de los condensadores serán las diferencias de potencial en cada uno de los condensadores, ya que la carga fluyó del condensador 1 al condensador 2.


probably_someone 07/15/2017.

Tu confusión proviene de una mala comprensión de la analogía del fluido. En la analogía de fluidos, el único trabajo en el sistema se realiza por gravedad, el potencial publicitario es el potencial gravitacional (es decir, la altura). Si le da al agua un camino para fluir, fluirá a la altura más baja posible. De manera similar, si le das a los electrones un camino de conducción para fluir, fluirán al menor potencial posible. La diferencia potencial, en este sentido, es análoga a la diferencia en altura.

En el otro sentido, la diferencia de potencial en la analogía del fluido es la cantidad de trabajo realizado en una unidad de masa de fluido cuando se mueve de un punto a otro. Este trabajo se realiza por o contra la gravedad, por lo que solo depende de la altura del agua, por lo que la analogía permanece constante. Del mismo modo, la diferencia de potencial eléctrico es la cantidad de trabajo realizado en una unidad de carga cuando se mueve de un lugar a otro.

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