Comportamiento molecular de un dieléctrico en un campo eléctrico

Un dieléctrico por mucha neutralidad aparente que presente no debemos olvidarnos que tiene moléculas y éstas, átomos.

Si esto es así, tampoco hemos de olvidarnos de que si hay átomos, existe un aspecto eléctrico como parte de la naturaleza del dieléctrico.

Si al dieléctrico lo colocamos en un campo eléctrico, ¿qué le sucede en sus moléculas y átomos?

Las cargas eléctricas de la estructura del dieléctrico lo notan cuando las colocamos en un campo eléctrico.

Existen dos tipos de átomos según el dieléctrico.

A) Moléculas NO polares:

Si observas un átomo de Hidrógeno en ausencia de cualquier campo eléctrico exterior en este sencillo dibujo:

Notarás que tanto la carga positiva como la negativa tienen el mismo centro (el centro del electrón referido a su movimiento).

En medio de ambos podemos distinguir (en un color amarillo menos intenso) la nube de influencia negativa.

¿Qué le sucede a este átomo de H al situarlo en un campo eléctrico externo a él?

Pierden el centro común. Se produce un desplazamiento lo que produce un dipolo (dos polos):

- El polo o centro negativo

- El polo o centro positivo

En lugar de centrarnos con lo sucedido en un solo átomo de H vamos a referirnos a un conjunto de moléculas que las colocamos como dieléctrico, primero sin campo eléctrico, segundo con campo eléctrico:

Decimos que el dieléctrico se ha polarizado pero sigue siendo neutro.

Por inducción las armaduras del condensador las tendremos cargadas como representamos a continuación:

También sabemos que un material conductor cuando se halla fuera de la influencia de un campo eléctrico, sus cargas eléctricas están repartidas por toda su superficie de un modo uniforme y decimos que su estado es neutro.

¿Qué le sucede a este material si lo colocamos en un campo eléctrico?

Decimos: “Se polariza” Unas cargas van hacia un lado (polo) y las de signo contrario hacia el otro (polo)”:

Imaginamos esta esfera metálica, desde el punto de vista de la electricidad estática es un objeto neutro. Sus cargas eléctricas se hallan repartidas por toda la superficie.

Pero ¿qué sucede en el momento que le aproximamos un objeto en el que su estado, bajo el punto de vista eléctrico, no es neutro?

Por ejemplo, una varilla cargada positivamente:

Ocurre que las cargas eléctricas de la esfera metálica se polarizan como ya lo hemos dicho.

B) Moléculas polares:

Una molécula a la que recurrimos con frecuencia es a la del agua:

Tiene 2 átomos de hidrógeno (+) y uno de oxígeno (—).

Es como si hacia un lado (polo) el que predomina es el positivo y hacia el otro lado o polo el negativo que podríamos representar:

Fuera de toda influencia externa, a las moléculas del agua las podemos considerar situadas al azar:

Si las imaginamos dentro de las armaduras de un condensador y un campo eléctrico activo notaríamos un cambio:

Las vemos que se han orientado, han realizado un pequeño giro en el sentido del campo eléctrico externo y por causa de él.

Este giro vamos a estudiarlo en la siguiente lección.