Current is the Same at Every Cross-Section
Un solo hilo con tres grosores distintos a lo largo y un contador en cada uno. Estrecha el tramo central y los portadores de ahí se aceleran exactamente en la misma proporción en que se redujo la abertura, de modo que los tres contadores siguen subiendo a la par. La corriente nunca es mayor en la parte delgada.
Cómo usar esta simulación
- Arrastra el control de área para estrechar el tramo central hasta un cuarto de su anchura
- Observa los tres contadores para comprobar que se mantienen igualados entre sí
- Sigue portadores individuales acelerando al entrar en la parte estrecha y frenando al salir
- Devuelve el control a la anchura máxima para confirmar que las tres velocidades vuelven a coincidir
Qué observar
- Los tres contadores suben al mismo ritmo por mucho que se estreche el centro
- Los portadores se aceleran visiblemente al entrar en el tramo estrecho y frenan al salir
- Reducir el área a la mitad duplica la velocidad de arrastre, dejando el producto Av_d intacto
- La carga nunca se acumula en ningún punto del hilo, y por eso los ritmos deben coincidir
- La densidad de corriente es mayor en la parte delgada aunque la corriente sea idéntica
La física detrás
La corriente a través de una sección es I = nAv_d e. En un hilo sin ramificaciones hecho de un solo material, n y e son fijos, así que un tramo más estrecho solo puede llevar la misma corriente si la velocidad de arrastre aumenta en proporción: el producto Av_d ha de mantenerse constante. Esto es la conservación de la carga enunciada localmente: la carga no puede acumularse dentro del hilo, de modo que lo que entra por un extremo cada segundo debe salir por el otro cada segundo. Un tramo delgado tiene mayor velocidad de arrastre y mayor densidad de corriente, pero exactamente la misma corriente.