DIPOLOS Y POLARIZACIÓN

DIPOLOS Y POLARIZACIÓN
1. Definición
En un átomo, la carga positiva está concentrada en el núcleo y a su
alrededor se encuentra la carga negativa, es un átomo no deformado.
Al aplicarle un campo eléctrico cada átomo se distorsiona, su nube
electrónica se desplazada una pequeña distancia de su posición inicial, al
igual que su núcleo de carga positiva lo hace en sentido contrario.
El resultado es un átomo deformado con un polo de carga positiva y
otro negativo: dipolo eléctrico
La polarización es la orientación de todos los dipolos a favor del
campo eléctrico.
2. Tipos de Polarización
2.1. Polarización Electrónica
Cuando se aplica un campo eléctrico a un átomo se distorsiona,
y los é se concentran al lado del núcleo cerca del extremo positivo del
campo. El átomo actúa como un dipolo temporal inducido.
2.2. Polarización Iónica
Cuando en un material iónico se le aplica un campo eléctrico, las
uniones entre iones se deforman elásticamente. Por tanto, la carga se
redistribuye dentro del material. Los cationes o aniones se acercan o alejan
dependiendo de la dirección del campo. Estos dipolos pueden modificar las
dimensiones generales del material.
2.3. Polarización Molecular
Algunos materiales contienen dipolos naturales, al aplicarles un
campo los dipolos giran, hasta alinearse con el campo aplicado.
Ej: agua, algunas moléculas orgánicas, BaTiO3
El BaTiO3 es un ejemplo en el que los dipolos se mantienen alineados al
eliminarse el campo eléctrico, causando una polarización permanente.
2.4. Cargas espaciales
Debido a la presencia de impurezas en un material se puede
desarrollar una carga eléctrica en las interfases, esta carga se mueve sobre
la superficie cuando el material se coloca en un campo eléctrico.
3. Factores externos que afectan a la polarización
3.1. Constante dieléctrica
Cuando se aplica un voltaje a dos materiales conductores
separados por el vacío, es de esperar que no haya flujo de corriente. Sin
embargo, se almacena carga eléctrica en el circuito. Si entre los dos
conductores se introduce un material dieléctrico este se polariza,
almacenando cargas adicionales.
La constante dieléctrica esta relacionada con la polarización
según la expresion: P=(k-1)
Al aumentar la constante dieléctrica aumenta la polarización.
3.2. Campo eléctrico externo
El campo eléctrico actúa a favor de la orientación de la
polarización. Al aplicar un campo eléctrico alterno disminuye la polarización,
ya que hay perdida de dipolos, debido a que no todos son capaces de seguir
los cambios de dirección del campo.
3.3. Temperatura
La temperatura actúa en contra de la orientación de los dipolos.
A bajas temperaturas los dipolos están orientados, sin embargo
a altas temperaturas es difícil alcanzar dicha orientación. El limite entre el
orden y el desorden viene marcado por la temperatura de Curie.