Por que os elétrons não seguem o caminho mais curto nas bobinas?

Abaixo está uma bobina de cobre, presumivelmente formando um eletroímã. Pelo meu entendimento, os elétrons viajam pela bobina para produzir um campo magnético. Mas por que os elétrons não pulam os fios e seguem o caminho mais curto?

Abaixo, tentei traçar o caminho que faria sentido (para mim) para os elétrons seguirem:

— Ruan
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O fio é revestido com uma camada isolante.

— chamod

Essas bobinas são sempre isoladas? Mesmo aqueles fios realmente pequenos formando uma bobina?

— Ruan

@Ruan Especialmente o chamado "fio magnético".

— DKNguyen

@Ruan Eu diria que eles estão sempre isolados porque, quando colocamos uma bobina em um sistema, queremos que a eletricidade flua através dela, em vez de usar um atalho. Só hesito em "sempre", porque pode haver uma situação super exótica em que você queria o curta. Talvez haja um momento em que você queira que um anel sólido de cobre esteja conectado a alguma coisa, mas devido a algumas propriedades mecânicas, você deseja torná-lo sem fio, em vez de um pedaço sólido. Não consigo imaginar nenhum caso disso acontecendo, mas os engenheiros elétricos são um grupo inteligente!

— Cort Ammon

As bobinas @Ruan podem ser feitas com fio desencapado, mas precisam ter curvas soltas (sem tocar) e não podem lidar com altas tensões. Não há muitas situações comerciais em que isso seja útil, mas você pode vê-lo em um projeto de hobby.

— hobbs

Respostas:

100

Esse tipo de fio, usado na fabricação de bobinas, é comumente chamado de "fio magnético". https://en.wikipedia.org/wiki/Magnet_wire

Parece que é cobre nu, mas na verdade é revestido com uma camada muito fina de isolamento transparente. Caso contrário, você está absolutamente certo - se o fio estivesse realmente vazio, a bobina não funcionaria porque a corrente poderia cortar diretamente de um fio para o outro.

— Glenn Willen
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Isso faz sentido, por alguma razão eu não consegui encontrar uma resposta on-line, obrigado

— Ruan

Os enrolamentos são estratificados cuidadosamente, principalmente em dispositivos de alta tensão, para que as camadas adjacentes não apresentem grandes diferenças de potencial. Isso reduz o estresse nas camadas de isolamento, para que não importem se são finas ou sofrem danos.

— rolinger 21/08

E se você já cometeu o erro de pensar que se trata apenas de um fio desencapado, descobre muito rapidamente que não pode soldá-lo porque o isolamento queima e depois entra no seu caminho, impedindo a adesão. Ao soldar esse fio, normalmente é necessário descascar quimicamente a extremidade para que não seja isolado primeiro.

— Cort Ammon

E danos acidentais no isolamento (ou rachaduras causadas por calor ou ambientes corrosivos ou movimento indutivo excessivo da bobina ou ....) causam curtos nos quais a corrente ataca ao longo do caminho, o que torna o ímã menos eficaz.

— dmckee

@CortAmmon Dependendo da espessura, pode-se retirar o isolamento apenas mergulhando-o em solda derretida (na ponta do seu ferro de soldar) por alguns segundos. Você o verá fumando, que é a laca queimando

— slebetman

Às vezes, eles tomam o caminho mais curto, quando não deveriam. Como outros já disseram, os fios são normalmente isolados. No entanto, se uma corrente que flui no ímã for repentinamente interrompida por (digamos) um circuito aberto, a tensão aumentará até que esses elétrons "saiam" - provocando uma abertura de ar ou rompendo o isolamento.

— Dirk Bruere
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Pense na água dos seus canos. A água flui nos canos desde que a pressão não seja grande. Mas, sob pressão suficientemente alta, a água sai e eventualmente flui para o ponto mais baixo disponível. Isso pode acontecer se uma tensão muito alta for repentinamente aplicada ao seu indutor. É claro que o indutor pode falhar de outras maneiras: corrente excessiva por muito tempo causará aquecimento que destrói o isolamento e você terá um problema de fumo ...

— richard1941 em 30/08