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¿Puede fluir la electricidad a través del vacío?

Solución:

La conductividad del vacío no es un tema muy trivial. De hecho, dependiendo de cómo se mire, se comporta de dos formas distintas.

En primer lugar, no existe una fuerza retardadora sobre ninguna partícula cargada con velocidad constante en el vacío. Hasta este punto, no se requiere ningún trabajo adicional para mantener una corriente constante a través de cualquier superficie en el vacío.

Sin embargo, está en marcado contraste la presencia de cargas libres en los conductores. Normalmente, cuando se aplica un campo eléctrico $ mathbf {E} $ a través de un conductor, obtenemos una densidad de corriente debido al flujo de carga ‘interno’, dado por: $$ mathbf {J} = sigma mathbf {E } $$ donde $ sigma $ es la conductividad. Claramente, $ sigma = 0 $ en el vacío: los campos eléctricos no hacen que las corrientes fluyan espontáneamente. Por tanto, en este sentido, el vacío no es un conductor en absoluto. Incluso los aisladores de uso diario tienen valores bajos pero distintos de cero de $ sigma $.

Por tanto, la resistencia del vacío es infinita, siempre que definamos la resistencia en términos de la respuesta de los portadores de carga de un material. En este sentido, podríamos decir que es un aislante, no hay portadores de carga.

No, en el sentido más básico no es un bien conductor, porque se requieren voltajes muy altos para dispararlos. Pero todavía es un conductor, porque permite el flujo de corriente.

Compare esto con un diodo, que de manera similar solo permite que fluya corriente (en el mismo sentido muy básico) si se aplica un cierto voltaje.

Tal comportamiento no lineal excede todo lo que uno describiría como básico, pero si el basic sense de un conductor es que permite que fluya la corriente, entonces es realmente un conductor.

La electricidad es un flujo de electrones. Los electrones pueden fluir a través del vacío. El problema de hacer esto en un rango largo es que necesita una fuerza para hacer que los electrones viajen a través del vacío.

En un CRT, el cátodo se calienta, lo que les da a los electrones la energía que necesitan para escapar del cátodo. Luego, un gran campo eléctrico acelera los electrones libres a través del vacío y hacia un objetivo (pantalla). En este caso, también se utilizan otros campos para dirigir el haz y obtener una imagen óptima.

Si tiene un sistema diferente, imagine un ánodo y un cátodo en un vacío separados por una pequeña distancia, sin que se produzca un calentamiento deliberado, entonces la diferencia de potencial (es decir, energía o voltaje potencial) entre los dos electrodos debe ser lo suficientemente grande como para que el los electrones pueden “saltar” entre ellos. Necesitan saltar porque el vacío es un aislante perfecto y, por lo tanto, no hay un medio en el que puedan fluir (como a través de un conductor de metal), por lo que deben adquirir toda la energía necesaria para cubrir la distancia antes de que puedan escapar del cátodo. Una brecha más grande que se debe atravesar implica una mayor diferencia de potencial requerida para que los electrones den el salto.

Espero que ayude.

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