PRESENTADO POR: RICARDO JAVIER HUAYAPA PUMA DOCENTE: ING. HOLGER
MEZA DELGADO CUI: 20101201 GRUPO: b
Universidad Nacional de San Agustn Arequipa
Contenido
INTRODUCCIN1I.DIPOLO ELCTRICO21.DEFINICIN DIPOLO ELCTRICO3El
dipolo elctrico est constituido por dos cargas opuestas separadas
una distancia d. 32.MOMENTO DE UN DIPOLO53.MOMENTO DIPOLAR DE UNA
DISTRIBUCIN DE CARGA64.INTERACCIN DE UN DIPOLO CON UN CAMPO
EXTERNO.75.FUERZA Y PAR DE TORSIN EN UN DIPOLO ELCTRICO76.ENERGA
POTENCIAL DE UN DIPOLO ELCTRICO97.CAMPO EN UN DIPOLO
ELCTRICO10II.POLARIZACIN101.MODELO MICROSCOPICO DIPOLAR102.VECTOR
POLARIZACIN113.VECTOR DESPLAZAMIENTO14III.BIBLIOGRAFA16
INTRODUCCIN
En elelectromagnetismoclsico, lapolarizacin elctrica(tambin
llamada densidad de polarizacin o simplemente polarizacin) es
elcampo vectorialque expresa la densidad de los momentos elctricos
dipolares permanentes o inducidos en un material dielctrico. El
vector de polarizacinPse define como el momento dipolar por unidad
de volumen. La unidad de medida en el SI es coulomb por metro
cuadrado.La polarizacin elctrica es uno de los tres campos
elctricos macroscpicos que describen el comportamiento de los
materiales. Los otros dos son elcampo elctricoEy el
desplazamientoD.Una polarizacin elctrica se da cuando se frotan dos
cuerpos, se arrancan unos electrones de uno y pasan al otro por lo
que el primero queda con carga positiva y el segundo con negativa,
si los cuerpos son malos conductores de electricidad ( plstico,
lana , cabello ) la carga no puede repartirse ni viajar rpidamente
por el material por lo que queda localizada en cuerpo un cierto
tiempo ( carga electrosttica) cuando un objeto con esta carga se
acerca a otro neutro, induce en este una distribucin de cargas, que
es lo que se denomina polarizacin.Esto es lo que ocurre cuando
frotamos una regla de plstico, que es mal conductor, con el pelo. O
con el trapo de lana. Se produce una distribucin asimtrica de carga
en la regla, que al ser puesta cerca de la otra lata induce en esta
otra distribucin de cargas que hace que ruedeLa polarizacin
elctrica tambin llamada densidad de polarizacin o simplemente
polarizacin es el campo vectorial que expresa la densidad de los
momentos elctricos dipolares permanentes o inducidos en un material
dielctrico. El vector de polarizacin P se define como el momento
dipolar por unidad de volumen. La unidad de medida en el SI es
coulomb por metro cuadrado.La polarizacin elctrica es uno de los
tres campos elctricos macroscpicos que describen el comportamiento
de los materiales. Los otros dos son el campo elctrico E y el
desplazamiento elctrico D.
I. DIPOLO ELCTRICOUn dipolo elctrico es un par de cargas
puntuales de igual magnitud y signos opuestos (una carga positiva q
y una carga negativa - q) separadas por una distancia d. El
concepto es digno de estudiarse con ms detenimiento porque muchos
sistemas fsicos, desde molculas hasta antenas de televisin, se
pueden describir como dipolos elctricos. Tambin usaremos mucho este
concepto en el anlisis de los dielctricos.
El momento dipolar elctrico est dirigido del extremo negativo al
extremo positivo de la molcula.
a) Una molcula de agua, con la carga positiva en color rojo, y
la carga negativa en azul
b) Varias sustancias disueltas en agua
Fig 1.1 a) Una molcula de agua es un ejemplo de dipolo elctrico,
b) Cada tubo de ensayo contiene una solucin de diferentes
sustancias en agua. El momento dipolar elctrico grande del agua la
convierte en un magnfico solvente.La figura 1.1a muestra una
molcula de agua (H20), que en muchos sentidos se comporta como un
dipolo elctrico. La molcula de agua en su totalidad es
elctricamente neutra; no obstante, los enlaces qumicos dentro de la
molcula ocasionan un desplazamiento de la carga. El resultado es
una carga neta negativa en el extremo del oxgeno de la molcula, y
una carga neta positiva en el extremo del hidrgeno, formando as un
dipolo. El efecto es equivalente al desplazamiento de un electrn
alrededor de slo 4 X 1011 m (aproximadamente el radio de un tomo de
hidrgeno); sin embargo, las consecuencias de tal desplazamiento son
profundas. El agua es un magnfico solvente para las sustancias
inicas como la sal de mesa (cloruro de sodio, NaCl) precisamente
porque la molcula de agua es un dipolo elctrico (figura 1.1b).
Cuando se disuelve en agua, la sal se disocia en un ion de sodio
positivo (Na+ ) y un ion de cloro negativo (Cl - ), los cuales
tienden a ser atrados hacia los extremos negativo y positivo,
respectivamente, de las molculas de agua; esto mantiene los iones
en solucin. Si las molculas de agua no fueran dipolos elctricos, el
agua sena un mal solvente, y casi toda la qumica que ocurre en
soluciones acuosas sera imposible. Esto incluye todas las
reacciones bioqumicas que hay en las formas de vida terrestres. En
un sentido muy real, (nuestra existencia como seres humanos depende
de los dipolos elctricos.1. DEFINICIN DIPOLO ELCTRICOUndipolo
elctricoes un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual
magnitud cercanas entre s.Los dipolos aparecen en cuerpos
aislantesdielctricos. A diferencia de lo que ocurre en los
materialesconductores, en los aislantes los electrones no son
libres. Al aplicar un campo elctrico a un dielctrico aislante ste
sepolarizadando lugar a que los dipolos elctricos se reorienten en
la direccin del campo disminuyendo la intensidad de ste.Es el caso
de lamolcula de agua, aunque tiene una carga total neutra (igual
nmero de protones que de electrones), presenta una distribucin
asimtrica de sus electrones, lo que la convierte en una molcula
polar, alrededor del oxgeno se concentra una densidad de carga
negativa, mientras que los ncleos de hidrgeno quedan desnudos,
desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por
tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la prctica, la
molcula de agua se comporta como un dipolo.As se establecen
interacciones dipolo-dipolo entre las propias molculas de agua,
formndose enlaces opuentes de hidrgeno. La carga parcial negativa
del oxgeno de una molcula ejerce atraccin electrosttica sobre las
cargas parciales positivas de los tomos de hidrgeno de otras
molculas adyacentes.Aunque son uniones dbiles, el hecho de que
alrededor de cada molcula de agua se dispongan otras cuatro
molculas unidas por puentes de hidrgeno permite que se forme en el
agua (lquida o slida) una estructura de tipo reticular, responsable
en gran parte de su comportamiento anmalo y de la peculiaridad de
sus propiedadesfisicoqumicas.
El dipolo elctrico est constituido por dos cargas opuestas
separadas una distancia d. Si usamos un sistema de referencia con
origen en el punto medio entre las dos cargas y eje Z aquel que las
contiene (dirigido hacia la positiva), la densidad volumtrica del
sistema se representa mediante funciones delta:
Sustituyendo esta distribucin en la frmula para se encuentra
es decir, se construye en este caso con el vector que va de la
carga negativa a la positiva, multiplicado por el valor absoluto de
ambas cargas. El potencial de esta configuracin para puntos lejanos
(d