PRESENTADO POR: RICARDO JAVIER HUAYAPA PUMA DOCENTE: ING. HOLGER MEZA DELGADO CUI: 20101201 GRUPO: b

Universidad Nacional de San Agustn Arequipa

Contenido

INTRODUCCIN1I.DIPOLO ELCTRICO21.DEFINICIN DIPOLO ELCTRICO3El dipolo elctrico est constituido por dos cargas opuestas separadas una distancia d. 32.MOMENTO DE UN DIPOLO53.MOMENTO DIPOLAR DE UNA DISTRIBUCIN DE CARGA64.INTERACCIN DE UN DIPOLO CON UN CAMPO EXTERNO.75.FUERZA Y PAR DE TORSIN EN UN DIPOLO ELCTRICO76.ENERGA POTENCIAL DE UN DIPOLO ELCTRICO97.CAMPO EN UN DIPOLO ELCTRICO10II.POLARIZACIN101.MODELO MICROSCOPICO DIPOLAR102.VECTOR POLARIZACIN113.VECTOR DESPLAZAMIENTO14III.BIBLIOGRAFA16

INTRODUCCIN

En elelectromagnetismoclsico, lapolarizacin elctrica(tambin llamada densidad de polarizacin o simplemente polarizacin) es elcampo vectorialque expresa la densidad de los momentos elctricos dipolares permanentes o inducidos en un material dielctrico. El vector de polarizacinPse define como el momento dipolar por unidad de volumen. La unidad de medida en el SI es coulomb por metro cuadrado.La polarizacin elctrica es uno de los tres campos elctricos macroscpicos que describen el comportamiento de los materiales. Los otros dos son elcampo elctricoEy el desplazamientoD.Una polarizacin elctrica se da cuando se frotan dos cuerpos, se arrancan unos electrones de uno y pasan al otro por lo que el primero queda con carga positiva y el segundo con negativa, si los cuerpos son malos conductores de electricidad ( plstico, lana , cabello ) la carga no puede repartirse ni viajar rpidamente por el material por lo que queda localizada en cuerpo un cierto tiempo ( carga electrosttica) cuando un objeto con esta carga se acerca a otro neutro, induce en este una distribucin de cargas, que es lo que se denomina polarizacin.Esto es lo que ocurre cuando frotamos una regla de plstico, que es mal conductor, con el pelo. O con el trapo de lana. Se produce una distribucin asimtrica de carga en la regla, que al ser puesta cerca de la otra lata induce en esta otra distribucin de cargas que hace que ruedeLa polarizacin elctrica tambin llamada densidad de polarizacin o simplemente polarizacin es el campo vectorial que expresa la densidad de los momentos elctricos dipolares permanentes o inducidos en un material dielctrico. El vector de polarizacin P se define como el momento dipolar por unidad de volumen. La unidad de medida en el SI es coulomb por metro cuadrado.La polarizacin elctrica es uno de los tres campos elctricos macroscpicos que describen el comportamiento de los materiales. Los otros dos son el campo elctrico E y el desplazamiento elctrico D.

I. DIPOLO ELCTRICOUn dipolo elctrico es un par de cargas puntuales de igual magnitud y signos opuestos (una carga positiva q y una carga negativa - q) separadas por una distancia d. El concepto es digno de estudiarse con ms detenimiento porque muchos sistemas fsicos, desde molculas hasta antenas de televisin, se pueden describir como dipolos elctricos. Tambin usaremos mucho este concepto en el anlisis de los dielctricos.

El momento dipolar elctrico est dirigido del extremo negativo al extremo positivo de la molcula.

a) Una molcula de agua, con la carga positiva en color rojo, y la carga negativa en azul

b) Varias sustancias disueltas en agua

Fig 1.1 a) Una molcula de agua es un ejemplo de dipolo elctrico, b) Cada tubo de ensayo contiene una solucin de diferentes sustancias en agua. El momento dipolar elctrico grande del agua la convierte en un magnfico solvente.La figura 1.1a muestra una molcula de agua (H20), que en muchos sentidos se comporta como un dipolo elctrico. La molcula de agua en su totalidad es elctricamente neutra; no obstante, los enlaces qumicos dentro de la molcula ocasionan un desplazamiento de la carga. El resultado es una carga neta negativa en el extremo del oxgeno de la molcula, y una carga neta positiva en el extremo del hidrgeno, formando as un dipolo. El efecto es equivalente al desplazamiento de un electrn alrededor de slo 4 X 1011 m (aproximadamente el radio de un tomo de hidrgeno); sin embargo, las consecuencias de tal desplazamiento son profundas. El agua es un magnfico solvente para las sustancias inicas como la sal de mesa (cloruro de sodio, NaCl) precisamente porque la molcula de agua es un dipolo elctrico (figura 1.1b). Cuando se disuelve en agua, la sal se disocia en un ion de sodio positivo (Na+ ) y un ion de cloro negativo (Cl - ), los cuales tienden a ser atrados hacia los extremos negativo y positivo, respectivamente, de las molculas de agua; esto mantiene los iones en solucin. Si las molculas de agua no fueran dipolos elctricos, el agua sena un mal solvente, y casi toda la qumica que ocurre en soluciones acuosas sera imposible. Esto incluye todas las reacciones bioqumicas que hay en las formas de vida terrestres. En un sentido muy real, (nuestra existencia como seres humanos depende de los dipolos elctricos.1. DEFINICIN DIPOLO ELCTRICOUndipolo elctricoes un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre s.Los dipolos aparecen en cuerpos aislantesdielctricos. A diferencia de lo que ocurre en los materialesconductores, en los aislantes los electrones no son libres. Al aplicar un campo elctrico a un dielctrico aislante ste sepolarizadando lugar a que los dipolos elctricos se reorienten en la direccin del campo disminuyendo la intensidad de ste.Es el caso de lamolcula de agua, aunque tiene una carga total neutra (igual nmero de protones que de electrones), presenta una distribucin asimtrica de sus electrones, lo que la convierte en una molcula polar, alrededor del oxgeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los ncleos de hidrgeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la prctica, la molcula de agua se comporta como un dipolo.As se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias molculas de agua, formndose enlaces opuentes de hidrgeno. La carga parcial negativa del oxgeno de una molcula ejerce atraccin electrosttica sobre las cargas parciales positivas de los tomos de hidrgeno de otras molculas adyacentes.Aunque son uniones dbiles, el hecho de que alrededor de cada molcula de agua se dispongan otras cuatro molculas unidas por puentes de hidrgeno permite que se forme en el agua (lquida o slida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anmalo y de la peculiaridad de sus propiedadesfisicoqumicas.

El dipolo elctrico est constituido por dos cargas opuestas separadas una distancia d. Si usamos un sistema de referencia con origen en el punto medio entre las dos cargas y eje Z aquel que las contiene (dirigido hacia la positiva), la densidad volumtrica del sistema se representa mediante funciones delta:

Sustituyendo esta distribucin en la frmula para se encuentra

es decir, se construye en este caso con el vector que va de la carga negativa a la positiva, multiplicado por el valor absoluto de ambas cargas. El potencial de esta configuracin para puntos lejanos (d