El campo eléctrico en la materia

Presentación del tema: "El campo eléctrico en la materia"— Transcripción de la presentación:

1 El campo eléctrico en la materia

2 Capítulo 3: EL CAMPO ELÉCTRICO EN LA MATERIA
Los conductores, los semiconductores y los dieléctricos Los sólidos cristalinos, los policristalinos y los amorfos El dipolo eléctrico La polarización La generalización de la ley de Gauss Los dieléctricos lineales, isotrópicos y homogéneos La densidad de energía del campo eléctrico Las condiciones de frontera para D y E Las ecuaciones de Maxwell para la electrostática en medios materiales

3 Introducción

4 La electrostática en el vacío
Las cargas eléctricas son “libres”. Las podemos poner y quitar; tenemos control sobre ellas. Los conductores son sencillos. Sus propiedades hacen que solo aparezcan como condiciones a la frontera.

5 Capacitancia

6 Capacitor de placas paralelas

7 Los dieléctricos

8 Los dieléctricos No polares Polares
Las moléculas que forman el sólido no tienen un momento dipolar permanente Polares Las moléculas que forman el sólido tienen un momento dipolar permanente

9 Experimentos de Faraday
La capacitancia de un condensador de placas paralelas aumenta cuando se introduce un dieléctrico. La cantidad que aumenta depende del dieléctrico que se introduzca. Dieléctrico Lectures on physics. Feynman. Sección 10.1

10 Condensador de placas paralelas con un conductor enmedio

11 La polarización

12 La polarización La polarización es el campo vectorial que resulta de los momentos dipolares eléctricos permanentes o inducidos en un material dieléctrico. El Vector de Polarización P se define como el momento dipolar eléctrico por unidad de volumen.

13 El vector de polarización

14 El vector de polarización

15 Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio
Capacitor de placas paralelas con un dieléctrico uniforme y lineal en su interior.

16 Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio
En el interior del dieléctrico no se produce ninguna carga neta

17 Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio

18 Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio

19 Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio
+ - Metal Dieléctrico

20 Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio

21 Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio

22 un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado Reitz Milford, seccion 4.1, 4.2 y 4.3

23 El dipolo eléctrico

24 un dieléctrico polarizado.
Campo producido por un dieléctrico polarizado. Fuera del dieléctrico Reitz Milford, seccion 4.1, 4.2 y 4.3

25 Campo producido por un dieléctrico polarizado

26 Campo producido por un dieléctrico polarizado
Usando el principio de superposición:

27 Campo producido por un dieléctrico polarizado
Reitz Milford, seccion 4.1, 4.2 y 4.3

28 Campo producido por un dieléctrico polarizado

29 Campo producido por un dieléctrico polarizado

30 Campo producido por un dieléctrico polarizado

31 Campo producido por un dieléctrico polarizado

32 Campo producido por un dieléctrico polarizado

33 un dieléctrico polarizado. Dentro del dieléctrico
Campo producido por un dieléctrico polarizado. Dentro del dieléctrico Reitz Milford, seccion 4.1, 4.2 y 4.3

34 un dieléctrico polarizado. Dentro del dieléctrico
Campo producido por un dieléctrico polarizado. Dentro del dieléctrico Campos altamente variables Campos macroscópicos promedios Reitz Milford, seccion 4.1, 4.2 y 4.3

35 Campo producido por un dieléctrico polarizado

36 Campo producido por un dieléctrico polarizado

37 Campo producido por un dieléctrico polarizado

38 Campo producido por un dieléctrico polarizado

39 Campo producido por un dieléctrico polarizado

40 Campo producido por un dieléctrico polarizado

41 La carga de polarización

42 La carga de polarización

43 Interpretación de las cargas de polarización

44 Interpretación de las cargas de polarización

45 Flujo de la carga de polarización

46 La carga de polarización

47 La carga de polarización

48 La carga de polarización

49 La carga de polarización

50 La carga de polarización

51 La generalización de la ley de Gauss

52 La ley de Gauss El flujo de campo eléctrico a través de una superficie cerrada es igual a la carga total neta encerrada en la superficie dividida entre ε0

53 Ley de Gauss

54 La generalización de la ley de Gauss
Dieléctrico

55 La generalización de la ley de Gauss

56 La generalización de la ley de Gauss

57 La generalización de la ley de Gauss

58 La generalización de la ley de Gauss

59 La generalización de la ley de Gauss

60 La generalización de la ley de Gauss

61 El vector de desplazamiento eléctrico

62 La generalización de la ley de Gauss

63 Las ecuaciones de Maxwell para los medios materiales

64 Tipos de dieléctricos según su polarización
Ferroeléctricos Son los materiales que tienen una polarización neta (Electretos) o que cuando los pones en un campo mantienen la polarización, una vez retirado el campo No-ferroeléctricos Cuando se retira el campo la polarización vuelve a cero

65 Materiales NO-ferroeléctricos

66 Sólidos cristalinos Alótropos del Carbono

67 Materiales no-ferroeléctricos +
isotrópicos (todas las direcciones son iguales)

68 Materiales no-ferroeléctricos, isotrópicos
+ lineales

69 Material no-ferroeléctrico, isotrópico y lineal

70 Material no-ferroeléctrico, isotrópico y lineal

71 Material no-ferroeléctrico, isotrópico, lineal
+ homogeneo

72 Las condiciones a la frontera
de los dieléctricos

73 Condiciones de frontera

74 Condiciones de frontera Material isotrópico, lineal y homogeneo

75 Condiciones de frontera

76 Las ecuaciones de Maxwell para la
electrostática en los medios materiales

77 Las ecuaciones de Maxwell para la
electrostática en los medios materiales

78 Solución de problemas con condiciones a la frontera con dieléctricos

79 isotrópico, lineal y homogeneo
Una carga puntual en un dieléctrico isotrópico, lineal y homogeneo

80 Una carga puntual en un dieléctrico LIH

81 Una carga puntual en un dieléctrico LIH

82 dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

83 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

84 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

85 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

86 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

87 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

88 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

89 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

90 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

91 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

92 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

93 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

94 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

95 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

96 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

97 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

98 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

99 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

100 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

101 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

102 Material no-ferroeléctrico, isotrópico, lineal
+ homogeneo

103 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

104 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

105 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

106 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

107 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

108 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos

109 Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos