Dipolo electrico. Energía potencial

UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

CURSO:

SEGUNDO SEMESTRE A

TEMA:

DIPOLO ELECTRICO

NOMBRE:

JOSENCKA DARIANA SARMIENTO ANCHUNDIA

FECHA:

18 DE NOVIEMBRE 2016

Dipolo eléctrico

Un dipolo eléctrico es un tipo de distribución de carga que se presenta frecuentemente. Se encuentra formado por dos cargas: una positiva +Q y otra negativa –Q del mismo valor, separadas por una distancia d. (Serway, 2014)

El momento de dipolo electico de esta configuración se define como el vector p que está dirigido de –q a +q a lo largo de la línea que une las cargas, cuya magnitud es de:

P=2dq

Al ser de dos cargas iguales en magnitudes pero opuestas en dirección, la fuerza neta sobre el dipolo es cero. Sin embargo, ambas fuerzas producen un momento de torsión neto sobre el dipolo, como resultado, el dipolo tiende a girar en la dirección que proporciona al vector momento de dipolo la mayor alineación con el campo.

Es conveniente expresar el momento de torsión en forma vectorial como el producto cruz de los vectores p y E: (Serway, 2014)

T= pxE

Se puede determinar la energía potencial del sistema de un dipolo eléctrico en un campo eléctrico externo como una función de su orientación respecto del campo. Para realizarse, se debe tener en cuenta que un agente externo debe realizar un trabajo para rotar el dipolo un ángulo tal que haga que el vector del momento del dipolo se vuelva menos alineado con el campo. El trabajo realizado se almacena como energía potencial en el sistema, el cual se compone del dipolo y el campo externo. (Serway, 2014)

El trabajo requerido para rotar el dipolo a través de un ángulo es:

W=тθ

Ya que т=pEsenθ, y en vista que el trabajo se transforma en energía potencial U, se encuentra que para una rotación de θi a θf, el cambio de la energía potencial es:

[pic 1]

1 Energía potencial

La energía potencial de un dipolo en un campo eléctrico se puede escribir como el producto punto de los vectores p y E: (Serway, 2014)

U= -pxE

Bibliografía

Serway, R. (2014). Electricidad y Magnetismo. Mexico: Nova Casa Editorial.

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