¿QUÉ ES UN DIPOLO ELÉCTRICO?

D I P O L O E L É C T R I C O

1.-CONCEPTO

Un dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí.

El dipolo eléctrico está constituido por dos cargas, una positiva y otra negativa del mismo valor, separadas una distancia d, que se supondrá pequeña en comparación a la distancia r del punto P en el que se desea conocer el potencial V y la intensidad del campo eléctrico E.

Los dipolos aparecen en cuerpos aislantes o dieléctricos. A diferencia de lo que ocurre en los materiales conductores, en los aislantes los electrones no son libres. Al aplicar un campo eléctrico a un material dieléctrico este se polariza dando lugar a que los dipolos eléctricos se reorienten en la dirección del campo disminuyendo la intensidad de éste.

Es el caso de la molécula de agua. Aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva. Por eso en la práctica, la molécula de agua se comporta como un dipolo.

Así se establecen interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces o puentes de hidrógeno. La carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.

Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro moléculas unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas.

En el caso de moléculas apolares aparece con dipolo inducido por un campo eléctrico externo.

2.- USO

En la mayoría de los casos los dipolos se usan en la fabricación de antenas

3.-FABRICACIÓN DEL DIPOLO

El dipolo es la parte más crítica de la antena: del mismo modo que el diámetro del plato nos va a dar la frecuencia de resonancia del invento, el dipolo nos va a determinar el factor de calidad y la ganancia de la antena .

Empezaremos soldando la varilla larga ( 62mmt) al conector. En mi prototipo se usa un conector tipo "PL", pero recomiendo encarecidamente el uso de un conector "N"Dejaremos entre el borde del conector y el comienzo de la varilla un espacio de 2 mmts, que nos permita soldar la varilla al conector, así como que sobresalgan 2 mmts del bisel por el otro lado .

Soldamos el tubo gordo al exterior del conector. Cuidaremos de que el bisel de la varilla interior esté alineado con una de las muescas semicirculares del tubo externo .

Esta estructura es un ejemplo de libro de lo que es un coaxial con nucleo de aire, ajustado para que la relacion entre los diametros de los tubos interior y exterior nos proporcione una impedancia de 50 ohms .

A base de lima, eliminamos restos de pintura/teflón alrededor de la ranura que hemos realizado en el plato, y estañamos ésta .

Soldamos el conjunto conector/varillas al plato. Atención: El comienzo de las ranuras debe coincidir con la superficie interna del plato.

Ya está el dipolo casi terminado. Ahora solo nos falta soldar las varillas cortas al "coaxial" que hemos montado:

La varilla de 26 mmts la soldamos en la muesca opuesta al bisel, de manera que sobresalga 25 mmts

La varilla de 33 mmts la alineamos con el bisel y la soldamos tanto a la varilla interna como a la externa

!Alto ahí! !Qué es eso de unir el vivo y la masa de un coaxial!!Alarma!!Alarma!!Alarma!...

No problema: (breve introducción a las microondas) El aparente cortocircuito, no es tal: Recordemos que estamos trabajando con microondas, y a 2,4 gigaherzios las cosas no siempre son lo que parecen...Si os dais cuenta tenemos un dipolo hecho con cuatro segmentos:

Cada una de las varillas pequeñas

La varilla interna del "coaxial"

Uno de los segmentos del tubo, ( el que va a la varilla corta ) En total, tenemos 4 segmentos * 31mmts = 124mmts = longitud de onda

El segundo segmento del tubo es el que parece que monta el jaleo. Realmente es la clave: Por teoría de antenas, se puede demostrar que a L/2 de cada "polo" de un dipolo, la densidad de corriente a la frecuencia de resonancia es nula. Esto significa que en nuestro caso, a una frecuencia de 2,4Ghz no se deriva corriente del dipolo hacia masa. Para cualquier otra frecuencia, la densidad de corriente en dicho punto no será nula, y tendremos -efectivamente- un cortocircuito entre el activo y la masa.

En cristiano. Acabamos de realizar un circuito resonante sintonizado a 2,45Ghz y que va a hacer que la ganancia a cualquier otra frecuencia que no sea ésta sea prácticamente nula

Esta cualidad de alta selectividad es la que hace de la "TarterAntena(tm)" una antena tan especial.... ninguna otra antena casera tiene tan alta sensibilidad a una única frecuencia.Evidentemente esto tambien tiene sus inconvenientes: como la antena esté mal calculada, y dado que no tiene elementos ajustables, cualquier error de diseño nos hará que el resultado sea desastroso.