Quais componentes do cotidiano envolvem fluxos de carga que não são elétrons?

Eu gosto dessa explicação de por que não há nada errado com a corrente convencional sendo a direção oposta à da corrente de elétrons . Ele menciona baterias e lâmpadas fluorescentes como dois casos em que a corrente não é um fluxo de elétrons. (Assim como o fluxo de íons nos seres humanos e o fluxo de prótons no gelo aquático, embora esses não sejam componentes elétricos.) Quais outros componentes elétricos envolvem fluxos de carga que não são elétrons? Isso acontece no eletrólito de capacitores eletrolíticos?

Do tópico teoria dos elétrons, sabemos que os metais emitem elétrons com facilidade e semicondutores e eletrólitos os emitem com grande dificuldade. Os elétrons no eletrólito não são de fato livres, mas estão ligados a íons . http://www.electronics-tutorials.com/basics/polarization-capacitor.htm

Os buracos nos semicondutores realmente contam, já que não são partículas físicas?

Agora, isso fica confuso quando se trata da teoria dos semicondutores, e eu entendo o seu problema. Eu posso citar um caso muito importante. Ao trabalhar com bombas de carga no corpo humano . Em muitos lugares da biologia, o fluxo de carga é positivo. Ao fazer uma aula de modelagem biomédica para EE, geralmente tivemos um fluxo de carga positivo.

Podemos ficar mais loucos, e se você tiver câncer? Existem muitas opções, às vezes você escolhe radiação. Existe radiação de fóton, e a radiação de próton ? A quantidade de prótons que estão enviando é medida em Amperes. Por quê? Partículas carregadas positivamente por segundo (aproveite o trocadilho).

A parte importante aqui sua partícula faz questão de. Se os elétrons fossem carregados positivamente, a questão seria varrida para debaixo do tapete pela maioria das pessoas. O fato de serem cobrados negativamente faz as pessoas pensarem sobre o que realmente significa.

Se você realmente se interessa pela física, é apenas uma convenção de sinais e um problema servil. Se você deseja atribuir uma carga positiva a eles, faça isso de maneira consistente, internamente e não publique nada, e ninguém será mais sábio.

O mais importante é que, se os elétrons estivessem carregados positivamente, não teríamos um nome tão grande para o pósitron . Pessoalmente, eu não viveria em um mundo onde o negatron é uma partícula.

Neurônios ! A @Kortuk tocou nisso ao mencionar bombas de carga biológica. A carga é transferida em explosões chamadas potenciais de ação , criadas por uma reação química local que aumenta a concentração de íons (Na ⁺ ) e viaja pelos neurônios (ok, é um pouco mais complicado que isso, mas acho que todos entendemos a ideia).

Galvanoplastia ! Nós, entusiastas da eletrônica, sabemos muito sobre isso devido ao revestimento de placas de circuito impresso (níquel, ouro, misturas etc.), mas é usado em todos os setores da indústria e das artes: galvanização, revestimento de ouro e outras deposições metálicas são feitas para impermeabilização e proteção contra ferrugem , fator de fantasia, coloração, anodização, condutividade, como uma etapa intermediária antes da deposição de outros materiais, como polímeros, e alterações da reatividade química (exceto a proteção contra a ferrugem). Novamente, este é o movimento dos íons. Também há muitos elétrons envolvidos.

Fluxo de corrente devido à transferência de íons nas tubulações : por exemplo, em nossa cidade, os canos de água potável apresentam uma concentração de íons (cloro, flúor , etc.). À medida que flui através dos tubos, é eletricidade, o movimento da carga, e muitas vezes cria problemas para sensores magnéticos sensíveis.

Os fótons criam diferenciais de carga . Do rádio aos raios gama, usamos todo o espectro eletromagnético , transformando energia elétrica em fótons, depois voltamos a elétrica * na antena do receptor. Os fótons excitam elétrons de valência (são absorvidos) com energia suficiente para atingir a banda de condução, criando um par de elétrons-orifícios. Existem outros mecanismos, mas vou estragar tudo se tentar explicá-los.

Muitas teclas doobó e bobinas de coisa têm uma carga não-neutra, e seu movimento em relação a um objeto com carga diferencial cria um campo eletromagnético. A descrição canalizada do grupo desse efeito é eletricidade. Os elétrons estão em toda parte e são realmente leves - eles são fáceis -, por isso somos abusados ​​ao fazer o trabalho elétrico pesado na maioria das vezes.

* ^{Há trabalho em andamento para criar circuitos totalmente baseados em fotônica, mas eu realmente não sou a pessoa certa para introduzi-lo.}

Sim, também gosto das maneiras como William Beaty explica "De que maneira a" eletricidade "realmente flui?" e a distinção entre o fluxo de partículas carregadas (quase sempre muito lento) e o fluxo de energia elétrica (quase sempre muito rápido).

(Infelizmente, isso não é realmente uma resposta à sua pergunta, mas uma resposta a algumas das respostas a ela).

A única maneira de obter cargas positivas para se mover (em vez da ausência de cargas negativas, se for para diferenciar isso) é através do transporte de núcleos de átomos.

Sim, é exatamente assim que a carga positiva se move. Em um condutor de prótons como o gelo, você pode pensar nas cargas positivas em movimento como núcleos de hidrogênio.

"Em uma estrutura sólida ou cristalina, o fluxo de cargas positivas será extremamente lento e possivelmente danoso"

Sim. Além disso, o fluxo de elétrons também é surpreendentemente lento e frequentemente prejudicial. As partículas carregadas que se movem através dos sólidos geralmente são muito pequenas - elétrons em um metal, prótons em um condutor de prótons.

Por outro lado, partículas carregadas muito grandes - positivas e negativas - fluem através do eletrólito da bateria (líquido) e durante a descarga do brilho elétrico (gás).

lâmpadas fluorescentes

Algumas pessoas afirmam que a corrente nas lâmpadas fluorescentes é de fato o fluxo de elétrons .

Sim, durante a breve fração de segundo quando se aplica energia a um tubo "frio", os elétrons são as únicas partículas carregadas disponíveis.

Ao iniciar pela primeira vez um tubo "frio", o cátodo (por ser de metal) possui muitos elétrons "livres" móveis disponíveis, e ainda assim o tubo tem uma resistência muito alta.

Mais tarde, depois de acionar um "arco" elétrico ( descarga elétrica de brilho ), durante a operação normal de uma lâmpada fluorescente ou luz de neon, há muitos íons carregados disponíveis. Como o tubo possui uma resistência muito menor naquele momento, (a) os tubos fluorescentes requerem lastro e (b) somos levados a concluir que a maior parte da corrente envolve íons carregados, e não elétrons.

Quando uma lâmpada fluorescente "opera a partir de corrente contínua, o interruptor de partida geralmente é arranjado para reverter a polaridade do suprimento à lâmpada cada vez que é iniciada; caso contrário, o mercúrio se acumula em uma extremidade do tubo". - Wikipedia

Isso é evidência de que os íons de mercúrio carregados se movem fisicamente em uma lâmpada fluorescente.

No plasma (usado em vários processos tecnológicos para depositar filmes finos e materiais de gravação), os elétrons e os íons fazem a condução. Pistolas de íons, como o próprio nome indica, usam íons acelerados no vácuo usando um campo elétrico de cordas (de maneira semelhante à maneira como os tubos de raios catódicos funcionam) para gravar o material ou implantar os íons em uma escala muito pequena (escala de nano a micrômetro) .

Buracos em semicondutores são apenas elétrons. É que existem tantos elétrons imóveis no semicondutor dopado com p, que os buracos se destacam e vamos fazer a teoria. Na realidade, os elétrons (deixando buracos vazios para trás) ainda são as partes móveis.

Dependendo da definição de 'fluxo de carga':

Suas tomadas de parede e qualquer outra coisa que envolva tensão CA. A velocidade de desvio do elétron é zero no nível macro, no nível micro os elétrons oscilam para frente e para trás e, portanto, têm uma velocidade de desvio diferente de zero em um determinado ponto no tempo. A energia é transferida através de ondas EM em circuitos CA. Na prática, há sempre um pequeno deslocamento DC, então há um desvio de elétrons em 'macro escala' nos fios. No entanto, não é o mecanismo principal do fluxo de corrente e é muito lento, como uma polegada por dia, dependendo do deslocamento. Você pode, corretamente, argumentar que os elétrons ainda são os portadores de carga aqui, mas acho que não descreveria isso como um fluxo de carga.

Mesmo pensar em corrente puramente como fluxo de elétrons sob tensão DC não é uma maneira boa ou precisa de pensar nisso. A velocidade de desvio do elétron é muito lenta, dependendo da tensão e, claro, do material que pode ser polegadas por hora . É claro que sabemos que a 'eletricidade' se move muito mais rápido do que isso, porque a corrente é o resultado de um tipo de carga da carga ao longo do condutor, em vez de exigir que um elétron específico 'flua' por todo o condutor.

Nos capacitores eletrolíticos, os principais portadores de carga são os íons.

Capacitor eletrolítico.

O dielétrico tem correntes "fluindo" nele ...

Alumínio

No processo mais comum de conversão de alumínio de ocorrência natural (AL2O3 totalmente oxidado) em alumínio metálico mais útil, os trabalhadores depositam óxido de alumínio em criolita derretida, que produz os íons Al3 + e O2- livres. Em seguida, uma tensão através de dois eletrodos de carbono atrai os íons Al3 + para o eletrodo negativo (cátodo), onde se torna Al puro líquido não carregado e afunda no fundo, onde é retirado.

(O alumínio é o átomo metálico mais abundante na crosta terrestre. O alumínio metálico agora é um material doméstico comum, usado em muitos componentes elétricos, e o processo de fabricação do alumínio usa uma fração significativa de toda a energia elétrica produzida todos os dias. isso realmente se qualifica como um "componente cotidiano"?)