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
