Dielctricos

Richard Feynman Electromagnetismo y materia Volumen II

Captulo 10

Por: Berelda Manjarrs

Cd.: 2010114063

Grupo: 11

Tema: Dielctricos

Resumen: Se muestran las

propiedades peculiares de la materia

bajo la influencia del campo elctrico.

Se discute acerca de los aisladores,

unilaterales que no conducen la

electricidad y con la utilizacin de un

simple electroscopio y un capacitor de

placas paralelas, Faraday descubri

que no era as.

Abstract: The peculiar properties of

matter under the influence of the

electric field is. It discusses insulators,

not unilateral conduct electricity and

the use of a simple electroscope and

parallel plate capacitor, Faraday

discovered that it was not

Palabras claves:

Materia

Electricidad

Campo elctrico Conductores

Aisladores

Keywords:

Matter Electricity

Electric Field

Drivers

Insulators

La constante dielctrica

Hemos visto que en los conductores

las cargas se mueven libremente en

respuesta a un campo elctrico a

puntos tales que el campo dentro del

conductor es cero. Ahora analizaremos

los materiales que no conducen la

electricidad, estos son llamados

aislantes o dielctricos. Mediante

experimentos se observ que la

capacitancia aumenta cuando se

coloca un material aislante entre las

placas del capacitor. Si este aislante

llena completamente el espacio entre

las placas, la capacitancia aumenta por

un factor k, que depende del material.

A este factor k se le llama constante

dielctrica. Para explicar porque

sucede esto, consideremos un

capacitor, cuya carga es.

Las molculas polares o dipolos

permanentes de un dielctrico estn

orientados al azar cuando no existe

campo elctrico, como se indica en la

figura de la derecha. Bajo la accin de

un campo elctrico, se produce cierto

grado de orientacin. Cuanto ms

intenso es el campo, tanto mayor es el

nmero de dipolos que se orientan en

la direccin del campo.

Sean polares o no polares las

molculas de un dielctrico, el efecto

neto de un campo exterior se

encuentra representado en la figura

inferior. Al lado de la placa positiva del

condensador, tenemos carga inducida

negativa y al lado de la placa negativa

del condensador, tenemos carga

inducida positiva.

Si ahora colocamos un dielctrico, la

capacitancia aumente. Esto implica

que para una carga fija, el voltaje es

menor. Debido a que el voltaje es la

integral de lnea del campo elctrico,

entonces el campo elctrico se tiene

que reducir. Consideremos la superficie

verde de la figura. Usando la ley de

Gauss

Como el campo elctrico se reduce,

podemos concluir que la carga que

encierra nuestra superficie tiene que

ser menor que si no estuviera el

dielctrico. Tiene que haber carga

positiva sobre la superficie del

dielctrico, y como el campo elctrico

es diferente de cero, esta tiene que ser

menor que la que hay sobre las placas

del condensador. En resumen, cuando

un dielctrico es colocado en un campo

elctrico, se inducen cargas positivas

en un lado del dielctrico y negativas

en el otro.

El Vector de Polarizacin

La clave para entender los dielctricos

es saber que existen en los muchos

pequeos dipolos inducidos en el

material. Veamos un poco que es lo

que sucede a nivel del tomo. La

Figura (a) es la representacin de un

tomo en ausencia de campo elctrico,

mientras que la Figura (b) es una

representacin en presencia de un

campo elctrico; podemos ver que el

ncleo, con carga positiva es atrado

hacia una direccin, mientras que los

electrones, con carga negativa son

dirigidos hacia la direccin opuesta. Si

el campo elctrico no es muy grande,

la cantidad de momento dipolar

inducida ser proporcional al campo. Si

consideramos que cada tomo tiene q

cargas separadas una distancia d,

entonces

Ahora, si tenemos N tomos por

unidad de volumen

Ecuaciones electrostticas con

dielctricos

Es hora de combinar estos resultados

con la teora de la electrosttica. La ley

de Gauss, en su forma diferencial es

Aqui, la es la densidad de todas las cargas.Para nuestros propositos es

mejor separar la parte que es

producida por la polarizacion, que

llamaremos de la dems

densidad de carga, que denotaremos

por . Ahora tenemos

Estas son las ecuaciones de

electrosttica en presencia de

dielctricos, que, aunque no nos dicen

nada nuevo, nos facilitan el clculo de

la densidad de carga libre si tenemos

la polarizacin y sta es proporcional al

campo elctrico.

Conclusin:

La rigidez dielctrica de un

transformador es muy importante pues

protege al embobinado y al chasis del

transformador de problemas, por eso

es muy importante que este tenga la

suficiente capacidad de asilamiento

para soportar la carga a la que es

sometida. En Todas las lecturas

registradas al final se registr un

chispazo en los electrodos, esto se

debe a que el aceite cede ante la carga

tan alta que hay en los electrodos

volvindose conductor creando un

arco elctrico.

Bibliografa:

Fsica Feynman Vol-II:

Electromagnetismo y materia

Webgrafa:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fi

sica/elecmagnet/campo_electri

co/dielectrico/dielectrico.htm

http://www2.uah.es/mars/FFI/

Dielectricos.pdf

http://www.unicrom.com/Tut_c

onstante_dielectrica.asp

http://materias.fi.uba.ar/6203/

Download/Contribuciones/Capit

ulo%203%20Dielectricos.pdf

http://www.iuma.ulpgc.es/~be

nito/Docencia/EyM/PDF/apunte

s/teoria/Cap2.pdf

http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/aguirre/Electrostatica%

20en%20medios%20materiale

s%20I.pdf