Carga por inducción

[Pili24]

Hola! Quería pedir ayuda para entender este tema. Soy estudiante de secundaria y mi libro de Física dice lo siguiente sobre la inducción: "Si el cuerpo inducido es un aislante, se modificará la posición de las cargas dentro de los átomos o moléculas del material, sin que migren. La reorientación ordenada de las cargas hará que un lado del material quede más positivo y el otro negativo. En este caso se dice que el aislante está polarizado" Y sobre este fenómeno acompaña una imagen como la que adjunte. Lo que no entiendo es lo siguiente: cuando en un dibujo vemos un cuerpo/objeto y dentro de él + y - se supone que vendrían a ser las cargas eléctricas, protones y electrones? O vendrían a representar átomos cargados positiva o negativamente? Me cuesta imaginar las cargas como protones y electrones libremente dentro de un cuerpo y concentrándose en lados opuestos. Se supone que dentro de los átomos es donde ocurre esto. No sé si estaría interpretando bien el dibujo, gracias de antemano.
Y mi otra pregunta es: como quedan cargados los cuerpos luego de la inducción?
Perdón si es una pregunta tonta, apenas sé de Física

[Trisko]

Bueno ninguna pregunta es tonta, y en este caso menos ya que siempre se suele dar por hecho eso que comentas. Cuando se pone + y - en electromagnetismo la mayoría de veces (a no ser que trate de modelos atómicos) es porque lo que realmente ocurre es que los - representan zonas con exceso de electrones y los + con defecto de ellos pero siempre electrones que se encuentren libres en el material, es decir, si tu en este caso acercas una barra cargada positivamente es que has quitado electrones a esa barra y tiene un defecto por lo que al acercarla a un material neutro (la bola) tenderá a atraer a los electrones libres del material neutro actuando como si fuera una carga positiva y así una zona de la bola te quedará cargada negativamente y la otra con defecto de electrones o positivamente, esto a su vez generaría una diferencia de potencial y un campo eléctrico opuesto al que genera la barra en el interior de la bola y eso es lo que se llama inducción. Y respecto a la otra pregunta no hay un "luego" en el sentido de que el sistema se quedará así siempre y cuando tengas la barra cerca, una vez la quitas el sistema volverá a la organización que tenía antes.

[JCB]

Hola a tod@s.

Coincido con Trisko, en que la pregunta es muy interesante. Así que Pili24, te animo a seguir haciendo preguntas de este estilo y más aún, si están tan bien redactadas. No obstante, tanto la imagen del enunciado, como la respuesta de Trisko, parecen enfocadas a materiales conductores, no dieléctricos.

Los átomos de los materiales conductores, disponen de la última capa electrónica casi vacía. Por ejemplo, en el cobre, la plata y el oro, la última capa solo contiene a un electrón de valencia, estando poco ligado a su átomo. El átomo de un conductor, tiene poca predisposición a retener a sus electrones de valencia (normalmente uno o dos), pasando fácilmente a ser electrones de conducción en presencia de un campo eléctrico. El fenómeno de la inducción electrostática, implica que los electrones de conducción se desplacen de un lugar a otro del conductor, y por tanto, hay zonas con exceso de electrones y otras zonas con defecto de electrones.

Por el contrario, los átomos de los materiales dieléctricos, presentan la última capa electrónica casi completa, por lo que tienen gran interés en retener a sus electrones, pero ningún interés en prestarlos. La inducción electrostática en un dieléctrico, no provoca desplazamiento de electrones, sino el fenómeno de la polarización. En presencia de un campo eléctrico los electrones de un dieléctrico sufrirán una reorientación, pero sin llegar a abandonar a su átomo de referencia, formando un dipolo.

Saludos cordiales,
JCB.

[Trisko]

Si efectivamente yo estaba suponiendo materiales conductores, en un dieléctrico ocurriría exactamente la polarización y la famosa descripción para materiales dieléctricos de las ecuaciones de Maxwell. Lo que ha comentado JCB sería lo más completo.

[Pili24]

Es decir que esos - vendrían a ser electrones libres, que no están ligados a ningún átomo?

[Trisko]

Hablamos de electrones libres cuando están ligados a los átomos pero de forma muy tenue tal que la energía que requiere desligarlos es pequeña como es el caso de los materiales conductores que es lo que muestra tu imagen, pero es importante que entiendas que hay también materiales como comentó JCB cuya ligadura si es fuerte y por tanto actúan de forma distinta.

[Pili24]

Muchas gracias!