circuito
Páginas: 13 (3116 palabras)
Publicado: 26 de enero de 2014
TEMA 4. ELECTROSTATICA EN CONDUCTORES Y DIELECTRICOS
4.1.- MEDIOS MATERIALES.
Experimentalmente puede comprobarse que determinados medios materiales o sustancias poseen la propiedad de permitir el movimiento de cargas eléctricas a través de ellos, mientras que otros impiden tal movimiento. Los primeros reciben el nombre de conductores y los del segundo tipo se denominan dieléctricoso aislantes.
De una forma general los conductores suelen ser sustancias metálicas y sus aleaciones, bases y sales, etc. Por el contrario son dieléctricos los plásticos, ebonita, baquelita, porcelanas, etc.
La diferencia radical entre el comportamiento de un conductor y un dieléctrico hay que buscarla en la misma estructura de la materia considerada como una colección de cargas positivas ynegativas de los núcleos y electrones que la forman. Desde un punto de vista macroscópico de los fenómenos electrostáticos en la materia, los conductores poseen cargas libres susceptibles de ser puestas en movimiento bajo la acción de cualquier campo eléctrico, por débil que éste sea. Por el contrario, en un dieléctrico, las cargas eléctricas que forman parte de los átomos o moléculas que loconstituyen están ligadas a los mismos.
En este Tema se estudiará el comportamiento de los conductores y dieléctricos bajo la acción de un campo eléctrico, observando que valores toman las magnitudes eléctricas cuando se alcanza el equilibrio electrostático.
En condiciones normales, en un volumen dado de un medio material existe tanta carga positiva como negativa, la materia es eléctricamenteneutra. Pero por circunstancias que se analizarán, puede una parte de la materia estar cargada positiva o negativamente y otra parte cargada con signo opuesto, manteniendo la neutralidad toda la materia. Independientemente de que un medio material se pueda cargar eléctricamente por adición o supresión de un determinado número de electrones.
4.2.- EQUILIBRIO ELECTROSTATICO EN UN CONDUCTOR.Los conductores, en general, están formados por iones positivos que ocupan posiciones fijas y electrones negativos, que estando asociados a los iones, pueden circular libre y desordenadamente por el conductor.
Como ya se ha expresado, un buen conductor eléctrico se caracteriza por tener cargas libres (electrones), de forma que al aplicar un campo eléctrico sobre dicho conductor, estas cargaslibres se desplazarán hacia una parte del conductor provocando un exceso de carga negativa en esa parte y un defecto, o exceso de carga positiva, en la zona de donde provengan (Fig.4.1).
El movimiento de cargas libres cesará cuando el campo eléctrico que se forma en el interior del conductor como consecuencia del desplazamiento de cargas libres, anule al campo eléctrico externo que actúasobre el conductor. Es decir, para que un conductor se encuentre en equilibrio electrostático es preciso que en el volumen del conductor el campo eléctrico sea nulo
(4.1)
Teniendo en cuenta la diferencia de potencial eléctrico (3.10), como el campo en el conductor es nulo entre dos puntos de éste, por ejemplo A y B, se cumple y por tanto(4.2)
en todo el conductor, es decir, el volumen del conductor es equipotencial y la superficie que lo limita es una superficie equipotencial.
Si se aplica la ley de Gauss al conductor en equilibrio electrostático, utilizando una superficie gaussiana tan próxima como sedesee a la superficie del conductor, como su en todos sus puntos del interior, esto indica que no existe flujo y por tanto, en cualquier elemento de volumen del conductor existen tantas cargas negativas como positivas siendo su carga neta nula. Si el conductor está cargado, esta carga no compensada debe estar distribuida sobre su superficie exterior.
Si el conductor en equilibrio está...
4.1.- MEDIOS MATERIALES.
Experimentalmente puede comprobarse que determinados medios materiales o sustancias poseen la propiedad de permitir el movimiento de cargas eléctricas a través de ellos, mientras que otros impiden tal movimiento. Los primeros reciben el nombre de conductores y los del segundo tipo se denominan dieléctricoso aislantes.
De una forma general los conductores suelen ser sustancias metálicas y sus aleaciones, bases y sales, etc. Por el contrario son dieléctricos los plásticos, ebonita, baquelita, porcelanas, etc.
La diferencia radical entre el comportamiento de un conductor y un dieléctrico hay que buscarla en la misma estructura de la materia considerada como una colección de cargas positivas ynegativas de los núcleos y electrones que la forman. Desde un punto de vista macroscópico de los fenómenos electrostáticos en la materia, los conductores poseen cargas libres susceptibles de ser puestas en movimiento bajo la acción de cualquier campo eléctrico, por débil que éste sea. Por el contrario, en un dieléctrico, las cargas eléctricas que forman parte de los átomos o moléculas que loconstituyen están ligadas a los mismos.
En este Tema se estudiará el comportamiento de los conductores y dieléctricos bajo la acción de un campo eléctrico, observando que valores toman las magnitudes eléctricas cuando se alcanza el equilibrio electrostático.
En condiciones normales, en un volumen dado de un medio material existe tanta carga positiva como negativa, la materia es eléctricamenteneutra. Pero por circunstancias que se analizarán, puede una parte de la materia estar cargada positiva o negativamente y otra parte cargada con signo opuesto, manteniendo la neutralidad toda la materia. Independientemente de que un medio material se pueda cargar eléctricamente por adición o supresión de un determinado número de electrones.
4.2.- EQUILIBRIO ELECTROSTATICO EN UN CONDUCTOR.Los conductores, en general, están formados por iones positivos que ocupan posiciones fijas y electrones negativos, que estando asociados a los iones, pueden circular libre y desordenadamente por el conductor.
Como ya se ha expresado, un buen conductor eléctrico se caracteriza por tener cargas libres (electrones), de forma que al aplicar un campo eléctrico sobre dicho conductor, estas cargaslibres se desplazarán hacia una parte del conductor provocando un exceso de carga negativa en esa parte y un defecto, o exceso de carga positiva, en la zona de donde provengan (Fig.4.1).
El movimiento de cargas libres cesará cuando el campo eléctrico que se forma en el interior del conductor como consecuencia del desplazamiento de cargas libres, anule al campo eléctrico externo que actúasobre el conductor. Es decir, para que un conductor se encuentre en equilibrio electrostático es preciso que en el volumen del conductor el campo eléctrico sea nulo
(4.1)
Teniendo en cuenta la diferencia de potencial eléctrico (3.10), como el campo en el conductor es nulo entre dos puntos de éste, por ejemplo A y B, se cumple y por tanto(4.2)
en todo el conductor, es decir, el volumen del conductor es equipotencial y la superficie que lo limita es una superficie equipotencial.
Si se aplica la ley de Gauss al conductor en equilibrio electrostático, utilizando una superficie gaussiana tan próxima como sedesee a la superficie del conductor, como su en todos sus puntos del interior, esto indica que no existe flujo y por tanto, en cualquier elemento de volumen del conductor existen tantas cargas negativas como positivas siendo su carga neta nula. Si el conductor está cargado, esta carga no compensada debe estar distribuida sobre su superficie exterior.
Si el conductor en equilibrio está...
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