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MONOGRAFIAS TÉCNICAS
ELECTRICIDAD

ELECTROSTÁTICA DE LOS CONDUCTORES

 
ELECTROSTÁTICA DE LOS CONDUCTORES EN EQUILIBRIO

CONDUCTORES


Se llama conductor a un cuerpo que dispone de cargas libres. Cargas libres son los electrones de un metal o un semiconductor, los iones de un electrolito y los electrones e iones de un tubo de descarga. En general, se dice que cargas libres son aquellas que pueden realizar desplazamientos macroscópicos.

En un metal hay una nube de electrones que baña una red de iones positivos. Los iones realizan oscilaciones alrededor de posiciones fijas. Los electrones se agitan caóticamente (porque todas las direcciones son probables) y su velocidad depende de la temperatura.

En la superficie de un conductor no existe transporte neto de cargas. Al colocar una barra metálica en un campo eléctrico, el campo moviliza los electrones y aparece un movimiento ordenado superpuesto al caótico. Este movimiento ordenado es en sentido contrario al campo. Cuando el conductor está bajo la influencia del campo, en uno de los extremos de la barra habrá exceso de electrones y en el otro defecto. Estas cargas inducidas son origen de un campo antagónico al campo exterior. Mientras el campo inductor sea mayor que el inducido continuará el movimiento ordenado de los electrones. Se llega a un equilibrio cuando son iguales el campo interior y exterior, es decir cuando no hay corrientes interiores.

En el interior de un conductor en equilibrio el campo es nulo. Claro está que dicho campo se entiende que es un campo promedio, ya que siempre puede haber campos que no afecten al estado general del conductor.

En la superficie de un conductor en equilibrio el campo es perpendicular a la superficie, ya que si existiera componente tangencial se originarían corrientes. En la superficie libre del conductor existe una barrena de potencial que hace que las car gas queden retenidas (mientras le energía almacenada sea inferior a la necesaria para romper la barrera de potencial).

Toda la carga que el conductor tenga en exceso, ya sea éste hueco o macizo, se manifiesta en su superficie. Vamos a demostrar estas afirmaciones por aplicación del teorema de Gauss.


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tema escrito por: José Antonio Hervás