El campo eléctrico en la materia
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
Introducción
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.
Capacitancia
Capacitor de placas paralelas
Los dieléctricos
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
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
Condensador de placas paralelas con un conductor enmedio
La polarización
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.
El vector de polarización
El vector de polarización
Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio Capacitor de placas paralelas con un dieléctrico uniforme y lineal en su interior.
Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio En el interior del dieléctrico no se produce ninguna carga neta
Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio
Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio
Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio + - Metal Dieléctrico
Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio
Condensador de placas paralelas con un dieléctrico UNIFORME enmedio
un dieléctrico polarizado Campo producido por un dieléctrico polarizado Reitz Milford, seccion 4.1, 4.2 y 4.3
El dipolo eléctrico
un dieléctrico polarizado. Campo producido por un dieléctrico polarizado. Fuera del dieléctrico Reitz Milford, seccion 4.1, 4.2 y 4.3
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado Usando el principio de superposición:
Campo producido por un dieléctrico polarizado Reitz Milford, seccion 4.1, 4.2 y 4.3
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
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
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
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
Campo producido por un dieléctrico polarizado
La carga de polarización
La carga de polarización
Interpretación de las cargas de polarización
Interpretación de las cargas de polarización
Flujo de la carga de polarización
La carga de polarización
La carga de polarización
La carga de polarización
La carga de polarización
La carga de polarización
La generalización de la ley de Gauss
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
Ley de Gauss
La generalización de la ley de Gauss Dieléctrico
La generalización de la ley de Gauss
La generalización de la ley de Gauss
La generalización de la ley de Gauss
La generalización de la ley de Gauss
La generalización de la ley de Gauss
La generalización de la ley de Gauss
El vector de desplazamiento eléctrico
La generalización de la ley de Gauss
Las ecuaciones de Maxwell para los medios materiales
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
Materiales NO-ferroeléctricos
Sólidos cristalinos Alótropos del Carbono
Materiales no-ferroeléctricos + isotrópicos (todas las direcciones son iguales)
Materiales no-ferroeléctricos, isotrópicos + lineales
Material no-ferroeléctrico, isotrópico y lineal
Material no-ferroeléctrico, isotrópico y lineal
Material no-ferroeléctrico, isotrópico, lineal + homogeneo
Las condiciones a la frontera de los dieléctricos
Condiciones de frontera
Condiciones de frontera Material isotrópico, lineal y homogeneo
Condiciones de frontera
Las ecuaciones de Maxwell para la electrostática en los medios materiales
Las ecuaciones de Maxwell para la electrostática en los medios materiales
Solución de problemas con condiciones a la frontera con dieléctricos
isotrópico, lineal y homogeneo Una carga puntual en un dieléctrico isotrópico, lineal y homogeneo
Una carga puntual en un dieléctrico LIH
Una carga puntual en un dieléctrico LIH
dieléctricos semi-infinitos Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Material no-ferroeléctrico, isotrópico, lineal + homogeneo
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos
Carga sumida en dos dieléctricos semi-infinitos