coductos

CONDUCTORES Y DIELECTRICOS
ESTRUCTURA ELECTRICA DE LA MATERIA: CONDUCTORES Y DIELECTRICOS
La constitución interna de los objetos materiales consiste en moléculas formadas de átomos
que, a su vez, están constituidos por un núcleo con prácticamente toda la masa del átomo y
carga positiva y una corteza electrónica con igual carga que el núcleo pero de signo opuesto.
Por lo tanto, la materia eseléctricamente neutra; lo es cada uno de sus átomos. Sin embargo,
la materia es esencialmente eléctrica también, cada una de sus partículas constituyentes
tiene carga. Ambas características se pondrán de manifiesto al someter un objeto material a
la acción de un campo eléctrico.
Desde el punto de su comportamiento bajo la acción de un campo eléctrico, los objetos
materiales puedenclasificarse en dos grandes grupos:
- Conductores: Sustancias que permiten fácilmente el movimiento de las cargas a través de
ellas.
- Dieléctricos: Sustancias que impiden el movimiento de las cargas a través de ellas.
Existe una gradación continua que excluye una separación neta de ambas categorías,
pero una sustancia podrá ser clasificada en uno u otro grupo en lo que se refiere a
cada situaciónconcreta.
Lo mismo entre los conductores que entre los dieléctricos es posible distinguir varios
tipos. Por ejemplo, conductores metálicos en los que las cargas que se mueven son los
electrones; electrolitos y gases ionizados en los que las cargas que se mueven son iones.
CONDUCTORES EN EQUILIBRIO
Sea un conductor ideal en situación estática, es decir, situación en la que las cargas
que poseeestán en reposo (conductor en equilibrio) . Esta situación se alcanzará cuando
el campo E sea nulo en todos los puntos del conductor, ya que si E no es nulo en el punto
r , la carga que allí existe está sometida a una fuerza no nula que necesariamente la
moverá, pues, por tratarse de un conductor ideal, éste no opone ninguna fuerza a la que
hace el campo, lo que va contra la hipótesis de cargasen reposo.
Como consecuencia de la anulación de E , el conductor es equipotencial (potencial
constante) puesto que, por ser el campo eléctrico conservativo, se cumple:
∆V = − E.dr

y si E = 0 , entonces

∆V = 0

La anulación de E en el interior del conductor implica que en ningún punto interior puede
haber carga neta. Si la hubiera, sería posible rodearla de una superficie cerradaS(gaussiana),
también interior al conductor, a través de la cual el flujo de E no sea cero ya que por el
q
. Al ser E =0, E.ds = 0 y la carga encerrada por S es
Teorema de Gauss E.ds =
S

εo

S

nula y por tanto no hay carga neta en el interior del conductor.

Faltan por considerar los puntos de la superficie del conductor, en ellos puede haber
carga neta en reposo. Ello se debe a que porestar en la superficie, aun siendo un
conductor, existe una fuerza sobre las cargas que se opone a la
disgregación de las partículas que lo constituyen. Por lo tanto,
en la superficie el campo eléctrico no tiene por qué anularse y las
cargas estarán en equilibrio, bajo la acción simultánea del campo y
de la fuerza superficial mencionada.
Por estar las cargas en reposo, la componente de Eparalela a la
superficie será nula y E será siempre normal a ella. Por ser E normal a la superficie, ésta
será una superficie equipotencial (el vector E es normal a las superficies equipotenciales)
y el conductor será equipotencial.
Por tanto, cuando un conductor posee carga neta en equilibrio, ésta se encuentra sobre la
superficie, distribuida de tal forma que el campo por ella creado se anulaen todos los
puntos interiores al conductor y es perpendicular a la superficie en los puntos de ésta.
La densidad superficial de carga tiende a ser mayor en las superficies conductoras aisladas
cuyos radios de curvatura son pequeños (efecto de las puntas) . La intensidad del campo
E en puntos próximos a la superficie es proporcional a la densidad de carga, de manera
que puede alcanzar...