Dipolo eléctrico

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  • Publicado : 5 de enero de 2011
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Un dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí. Está formado por dos cargas, una positiva +Q y otra negativa -Q del mismo valor, separadas una distancia d. Los dipolos aparecen en cuerpos aislantes o dieléctricos.
Los dipolos aparecen en cuerpos aislantes o dieléctricos. A diferencia de lo que ocurre en los materiales conductores, en losaislantes los electrones no son libres. Al aplicar un campo eléctrico a un material dieléctrico este se polariza dando lugar a que los dipolos eléctricos se reorienten en la dirección del campo disminuyendo la intensidad de éste.
Es el caso de la molécula de agua. Aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones,lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica, la molécula de agua se comporta como un dipolo.
Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre laspropias moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de hidrógeno. La carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.

Muchas cosas en la naturaleza se comportan como dipolos eléctricos. En particular, en muchas moléculas la carga no está distribuida uniformemente.Como la molécula total es neutral, esta estructura tiene las características de un dipolo eléctrico. Muchas de las propiedades eléctricas de muchas moléculas están dominadas por esta estructura dipolar, como se explico anteriormente.
Comportamiento en un campo eléctrico y Momento de un dipolo
Un campo eléctrico homogéneo o uniforme es aquél en el cual la magnitud y dirección de son las mismas entodos los puntos. En consecuencia, en un campo semejante las líneas de fuerza son paralelas. Si se coloca un dipolo en un campo eléctrico con las características mencionadas, ambas cargas (+Q y -Q), separadas una distancia 2a, experimentan fuerzas de igual magnitud y de sentido opuesto y y la fuerza neta seria nula.

Se define el momento dipolar eléctrico como una magnitud vectorial con móduloigual al producto de la carga q por la distancia que las separa d, cuya dirección es la recta que las une, y cuyo sentido va de la carga negativa a la positiva:

Para valores suficientemente bajos del módulo del campo eléctrico externo, puede probarse que el momento dipolar es aproximadamente proporcional a aquél
Observando el siguiente dibujo:

Las lineas de campo eléctrico para un dipoloeléctrico, o sea, dos cargas de igual magnitud y signos opuestos. Con solo mirar el dibujo obtenemos información cualitativa de la magnitud y dirección del campo eléctrico. Este campo es la suma vectorial de los campos generados por cada una de las cargas por separado. Este campo actuaría sobre una tercera carga que se coloque en algún punto, como por ejemplo el punto rojo pequeño indicado.Fíjate que la dirección de E es tangencial a las lineas de campo. E en realidad llena todo el espacio. Por supuesto, no se dibujan todas las lineas de campo porque habría que pintar cada punto en el espacio. Para los puntos entre lineas, se puede hacer una interpolación mental.
La magnitud del campo es grande en la región entre las cargas y pequeña (lineas de campo separadas) en las regiones afuerade las dos cargas. Esto se entiende si consideramos la dirección de los campos individuales generados por cada carga. En la región entre las cargas, esos campos son en la misma dirección. Afuera de las cargas, son en direcciones opuestas.
Si consideramos puntos en la linea que biseca la linea entre las cargas, el campo total es vertical (como el indicado). Para esos puntos, la simetría de...
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