Electricidad

INTRODUCCION:

Campo eléctrico, región del espacio donde se ponen de manifiesto los fenómenos eléctricos. Se representa por E y es de naturaleza vectorial.
En el Sistema Internacional de unidades el campo eléctrico se mide en newton/culombio (N/C).

La región del espacio situada en las proximidades de un cuerpo cargado posee unas propiedades especiales. Si se coloca en cualquier punto dedicha región una carga eléctrica de prueba, se observa que se encuentra sometida a la acción de una fuerza.

Este hecho se expresa diciendo que el cuerpo cargado ha creado un campo eléctrico. La intensidad de campo eléctrico en un punto se define como la fuerza que actúa sobre la unidad de carga situada en él. Si E es la intensidad de campo, sobre una carga Q actuará una fuerza.
|F = Q · E |La dirección del campo eléctrico en cualquier punto viene dada por la de la fuerza que actúa sobre una carga positiva unidad colocada en dicho punto.




DIPOLO ELÉCTRICO:
Un dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí.
Los dipolos aparecen en cuerpos aislantes o dieléctricos. A diferencia de lo que ocurre en los materiales conductores,en los aislantes 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



MOMENTO DE UN DIPOLO:

Se define el momento dipolar eléctrico [pic]como una magnitud vectorial con módulo igual al producto de la carga q por la distanciaque las separa d, cuya dirección es la recta que las une, y cuyo sentido va de la carga negativa a la positiva:
[pic]
Para valores suficientemente bajos del módulo del campo eléctrico externo, puede probarse que el momento dipolar es aproximadamente proporcional a aquél. En efecto:
[pic]
Siendo α la polarizabilidad electrónica
Debe hacerse trabajo (positivo o negativo) mediante un agenteexterno para cambiar la orientación del dipolo en el campo. Este trabajo queda almacenado como energía potencial U en el sistema formado por el dipolo y el dispositivo utilizado para establecer el campo externo.
Si [pic]en la figura (a) tiene el valor inicial [pic], el trabajo requerido para hacer girar el dipolo, está dado por:
[pic]
Teniendo en cuenta la igualdad (1):
[pic]
Como solo interesanlos cambios de energía potencial, se escoge la orientación de referencia [pic]de un valor conveniente, en este caso 90º. Así se obtiene:
[pic]
lo cual se puede expresar en forma vectorial:
[pic]

USO DEL DIPOLO:

Dipolo elemental.

[pic]
Un dipolo elemental es una pequeña longitud [pic]de conductor (pequeña comparada con la longitud de onda [pic]). En la cual circula una corrientealterna
[pic]
En la cual [pic]es la pulsación (y [pic]la frecuencia). [pic]es, como de costumbre [pic]. Esta notación, utilizando números complejos es la misma que la utilizada cuando se trabaja con impedancias.
Hay que notar que este tipo de dipolos elemental no puede fabricarse prácticamente. Es preciso que la corriente que lo atraviesa venga de algún lado y salga a otro lado. En realidad estesegmento de conductor no será más que uno de los muchos en los cuales se puede dividir una antena real para poderla calcularla. El interés es que el campo eléctrico lejano [pic]de la onda electromagnética radiada por ese pedacito de conductor es calculable fácilmente. Solo mostraremos el resultado:
[pic]
Aquí,
• [pic]es la permitividad del vacío.
• [pic]es la velocidad de la luz en elvacío.
• [pic]es la distancia entre el dipolo y el punto donde está evaluado [pic].
• [pic]es el número de onda [pic]
El exponente de [pic]da cuenta de la variación de la fase del campo eléctrico con el tiempo y con la distancia al dipolo.
El campo eléctrico lejano [pic]de la onda electromagnética es coplanario con el conductor y perpendicular a la línea que los une. Si imaginamos el...