{"id":3153,"date":"2024-11-21T08:05:12","date_gmt":"2024-11-21T07:05:12","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ua.es\/fisicateleco\/?p=3153"},"modified":"2024-09-30T13:44:14","modified_gmt":"2024-09-30T12:44:14","slug":"tema-6-campo-electrico-ii","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ua.es\/fisicateleco\/2024\/11\/21\/tema-6-campo-electrico-ii\/","title":{"rendered":"Tema 7. Materiales y condensadores"},"content":{"rendered":"

A partir de los conceptos expuestos en el tema anterior, en \u00e9ste\u00a0se estudian los conductores en equilibrio electrost\u00e1tico.<\/em> Se puede definir un conductor como un material en el que las cargas el\u00e9ctricas se pueden mover libremente. Haciendo uso de la ley de Gauss se deduce que la carga y el campo el\u00e9ctrico en el interior de un conductor en equilibrio electrost\u00e1tico son nulos de modo que si el conductor est\u00e1 cargado su carga debe estar en la superficie. Tambi\u00e9n utilizando la ley de Gauss se obtiene el valor del campo el\u00e9ctrico en puntos exteriores pr\u00f3ximos a la superficie del conductor, expresi\u00f3n conocida como teorema de Coulomb, comprob\u00e1ndose que en la superficie del conductor el campo el\u00e9ctrico es normal a la misma. Tambi\u00e9n se muestra como el potencial el\u00e9ctrico es constante en todos los puntos de un conductor en equilibrio electrost\u00e1tico y, por tanto, que su superficie es una superficie equipotencial. De especial inter\u00e9s resulta el estudio del comportamiento de un conductor cuando se sit\u00faa en un campo el\u00e9ctrico externo, se\u00f1alando que se producir\u00e1 un movimiento transitorio de cargas dentro del conductor, dando lugar a un nuevo campo que, a\u00f1adido al exterior, provoca un campo el\u00e9ctrico interior resultante nulo. as\u00ed como la discusi\u00f3n de la presi\u00f3n electrost\u00e1tica sobre la superficie de un conductor cargado, el poder de las puntas (campo el\u00e9ctrico m\u00e1s intenso cerca de los puntos del conductor de menor radio de curvatura, como en los bordes o zonas puntiagudas) o el concepto de ruptura diel\u00e9ctrica, es decir, el fen\u00f3meno por el cual muchos materiales no conductores se ionizan en campos el\u00e9ctricos muy altos y se convierten en conductores. La magnitud del campo el\u00e9ctrico para el cual tiene lugar la ruptura diel\u00e9ctrica en un material se conoce como resistencia diel\u00e9ctrica. Finalmente resulta interesante estudiar algunos sistemas de conductores, sobre todo aqu\u00e9llos que contienen huecos en los que hay colocados otros conductores analizando el concepto de pantalla el\u00e9ctrica.<\/p>\n

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Tipos de condensadores. Fuente: Wikipedia<\/p><\/div>\n

La \u00faltima parte del tema se dedica al estudio de la capacidad, los condensadores y los diel\u00e9ctricos. Se introduce el concepto de capacidad y se lleva a cabo un an\u00e1lisis de las propiedades el\u00e9ctricas de la materia desde los puntos de vista microsc\u00f3pico y macrosc\u00f3pico. Se estudia la capacidad de un condensador, dispositivo \u00fatil para almacenar carga y energ\u00eda, formado por dos conductores muy pr\u00f3ximos, pero aislados el uno del otro, que conectados a una diferencia de potencial, tal como una bater\u00eda, adquieren cargas iguales y opuestas. Se estudian distintos tipos de condensadores como el de l\u00e1minas planoparalelas, el cil\u00edndrico y el esf\u00e9rico. Se analiza el almacenamiento de energ\u00eda que se produce durante la carga de un condensador y se introduce el concepto de densidad de energ\u00eda de un campo electrost\u00e1tico. La energ\u00eda almacenada en un campo el\u00e9ctrico es igual a la que se necesita para establecer el campo. Otras cuestiones a estudiar son la asociaci\u00f3n de condensadores y las variaciones en la capacidad, el campo, el potencial y la carga el\u00e9ctrica de un condensador cuando se introduce entre sus l\u00e1minas un material diel\u00e9ctrico, dependiendo si el condensador est\u00e1 aislado o no. Es importante hacer menci\u00f3n de que la funci\u00f3n del diel\u00e9ctrico situado entre las placas de un condensador no es s\u00f3lo la de aumentar su capacidad, sino que tambi\u00e9n proporciona un medio mec\u00e1nico para separar los dos conductores, que deben estar muy pr\u00f3ximos y aumenta la resistencia a la ruptura diel\u00e9ctrica en el condensador debido a que la resistencia diel\u00e9ctrica de un diel\u00e9ctrico es generalmente mayor que la del aire. Finalmente se estudian los diel\u00e9ctricos desde un punto de vista microsc\u00f3pico. Los diel\u00e9ctricos se distinguen de los conductores porque no tienen cargas libres que se puedan mover a trav\u00e9s del material, al ser sometidos a un campo el\u00e9ctrico. Se habla de los diel\u00e9ctricos apolares y polares y su comportamiento en un campo el\u00e9ctrico externo el cual, en \u00faltima instancia, orienta en la direcci\u00f3n del campo el\u00e9ctrico las mol\u00e9culas que poseen un momento dipolar permanente o aqu\u00e9llas en las que se ha inducido un momento dipolar, pues en un diel\u00e9ctrico polarizado cada mol\u00e9cula se comporta como un dipolo el\u00e9ctrico. Estas mol\u00e9culas est\u00e1n sometidas a un par que tienen a alinearlas con el campo, pero las colisiones debidas a la agitaci\u00f3n t\u00e9rmica de las mol\u00e9culas tienden a impedir este alineamiento.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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