Tarea de Investigación No. 3 - Aplicaciones de Los Dipolos Eléctricos

 

Universidad de Guadalajara Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías División de Ingenierías Ingeniería Industrial

 Tarea de investigación No. 3: Aplicaciones de los dipolos eléctricos. 216802158 Estrada González Samantha Sección: D05 Electromagnetismo Vega López Lorena

16 de marzo del 2022. Guadalajara, Jalisco.

 

 Antenas dipolares: El tipo tipo de antena antena escogi escogido do para para implem implement entar ar la config configurac uración ión del módulo módulo de transmisión en banda ancha correspondió a una antena del tipo Dipolo de λ/2. Se decidió utilizar este modelo de antena por su fácil diseño y construcción. Además, tiene la ventaja de que el campo irradiado que entrega, tanto en polarización vertical como en horizontal, es simple y resulta apropiado para la realización de las mediciones. El diagrama de radiación teórico de una antena dipolo de λ/2 es el siguiente:

El diagrama tiene simetría radial, y sólo se presenta un dibujo de éste en los planos X,Y y Z para mayor claridad. La forma del campo de irradiado depende básicamente de la longitud de la antena medida en longitudes de onda y de las terminacione termi naciones s que determinan determinan el grado de adaptación que tiene la antena, antena, lo que se traduce en una mayor o menor cantidad de pérdidas. Según esto último la forma del lóbulo puede cambiar, variando en su anchura o extensión. El objetivo es que los diagramas de radiación de ambas antenas sean lo más parecido a la forma teórica para que las mediciones que se realicen con el equipo resulten lo más exactas posibles. En el plano azimuth (polarización Vertical), el dipolo presenta un campo omnidireccional, y en el plano de elevación (polarización Horizontal) el campo es direccional y está compuesto por dos lóbulos. La figura si sigu guie ient nte e mues muestr tra a el ca camp mpo o de ra radi diac ació ión n teór teóric icos os para para ambo ambos s caso casos s de polarización.

 

Solvatación Lo Los s

sol olve vent ntes es po pola lare res s so son n

aque aq uell llos os

con co n

una un a

esttru es ruct ctur ura a

mole mo lecu cullar

que qu e

contiene dipolos. Tales compuestos suelen tener una alta constante dieléctrica. Las moléculas polares de estos solventes pueden solvatar iones porque pueden orientar orient ar la porción parcialment parcialmente e cargada de la molécu molécula la hacia el ion en respuesta a la atracción electrostática. Esto estabiliza el sistema. El agua es el solvente polar  más común y mejor estudiado, pero existen otros, como el acetonitrilo, dimetil sulfóxido, sulfóx ido, metano metanol, l, carbonat carbonato o

de

propileno, propil eno, amonía amoníaco, co, etanol y aceton acetona. a.

Estos

solvent sol ventes es pue pueden den ser usad usados os para dis disolv olver er com compue puesto stos s ino inorgá rgánic nicos os com como o las sales. La solvatación involucra a diferentes tipos de interacciones moleculares: puente de hidróg hid rógeno, eno, ion ion-di -dipol polo, o, int intera eracci cción ón dip dipolo olo-di -dipol polo o o fue fuerzas rzas de Lon London. don. Los tre tres s primeros pueden estar presentes sólo en solventes polares.  La solvatación es el proceso de interacción entre las moléculas de un solvente y las de un soluto formando agregados. Algunos de estos agregados son estables y tienen un número determinado de moléculas de solvente y otras no. Soluciones en agua Cuando el solvente es el agua, al proceso se le llama hidratación. Cualquier  soluto covalente polar puede interactuar con solventes polares. Cuando un cristal

 

de un comp compue uest sto o iónic iónico o como como el cl cloru oruro ro de sodi sodio o se intr introd oduce uce en agua, agua, las las moléculas de agua que son polares se auto orientan con relación a los iones de la super superfi fici cie e del del crist cristal al de cl cloru oruro ro de sodio sodio.. La fuerz fuerza a de atra atracci cción ón entr entre e las las molécu éculas

de

agua gua

y

los iones superf rfiiciales

del

clorur ruro

de

sodio

es

suficientemente intensa para causar que los iones abandonen sus posiciones en el cristal y que se muevan a situarse entre moléculas de agua, a tal proceso se le llama solvatación de ambos iones. La naturaleza polar de las moléculas de agua es importante cuando se usa como solvente. El agua disuelve con facilidad a muchos compuestos iónicos debido a la hidratación. La solvatación solvatación es un proceso en el que se produce una reacción reacción química durante durante este proceso y tanto el soluto como el disolvente se combinan para formar enlaces de electrones covalentes débiles. El proceso de solvatación está estrechamente relacionado con la disolución y la solubilidad, con la distinción técnica de que crea un estado estable en la solución donde las cargas iónicas del soluto soluto y el solvente se cancelan entre sí para formar una carga neutra general.  Aunque el modelo de solvatación también se puede aplicar a material insoluble donde los procesos de intercambio iónico ocurren en una superficie sólida, se ve con mayor frecuencia en soluciones acuosas. Se considera un proceso importante de entender en química, ya que la mayoría de las reacciones químicas ocurren en estado de solución. solución. En biología, biología, esencialmente esencialmente todas las reacciones bioquímicas bioquímicas en el cuerpo humano también tienen lugar en una solución a base de agua Capsaicina.  La Capsaicina (trans-8-metil-N-vanilil-6-nonenamida) es el componente activo de pimientos picantes, es el compuesto principal que da la sensación de picor y es un alcalo alc aloide ide lip lipofi ofilic lico o cri crista stalin lino o e inc incolor oloro. o. La Cap Capsai saicin cina a se une al rece recepto ptorr de potenc pot encial ial tra transi nsitor torio io val valino inoide ide 1 (TR (TRPV1 PV1), ), alt altame amente nte exp expresa resado do en neu neuron ronas as sensoriales (48) Usualmente es percibida como una sensación de picor, comezón o ardor, acompañado con una vasodilatación cutánea.

 

.Estructura química de la Capsaicina. La Ca Capsa psaic icin ina a es un una a mo molé lécu cula la hi hidr drof ofob obic ica a qu que e se co comp mpon one e de tr tres es gr grupo upos s funcionales, un grupo aromático con potencial de enlace de Hidrogeno el cual se encuentra al inicio y es considerado como la cabeza de la molécula, una región de enlace con un grupo amida dipolar ubicado en el centro de la molécula y un grupo hidrofobico al final.  Aplicaciones de la Capsaicina.   La Capsai Capsaicina cina (trans-8-metil-N (trans-8-metil-N-vanil -vanill-6-non l-6-nonenamid enamida) a) además de ser usada en la indust ind ustria ria ali alimen mentic ticia, ia, est está á apro aprobad bada a com como o un fár fármac maco o par para a el tra tratam tamien iento to de dolore dol ores s cró crónic nicos os com como o la art artrit ritis, is, mig migrañ raña, a, neu neuropa ropatía tía dia diabét bética, ica, el uso de la Capsaicina también se ha extendido a otras áreas como cáncer, enfermedades cardiovasculares y desordenes gastrointestinales, su capacidad anticancerígena se debe a que previene la proliferación celular y la migración, además de inducir la debe a que previene la proliferación celular y la migración, además de inducir la apoptosis celular. Sus beneficios cardiovasculares pueden deberse a su rol como regul re gulado adorr de la las s fu func ncio iones nes car cardi diov ovasc ascul ulare ares. s. Se sab sabe e qu que e baj bajan an do dosi sis s de Caps Ca psai aici cina na in incre creme ment nta a el fl fluj ujo o sa sang nguí uíne neo o de la mu mucos cosa a gás gástr tric ica a ba basa sal, l, la secreción de la mucosa gástrica y facilita la restitución del epitelio gástrico, por la cual

mantiene

la

Integridad

de

la

mucosa

gástrica

ante

lesiones.

Desa De safo fort rtun unad adam amen ente te el em empl pleo eo de la Ca Caps psak akci cina na pa para ra el tr trat atam amie ient nto o de problemas médicos es imitado debido a su baja solubilidad en agua y su poca estabilidad, debido a esto el uso de la nanotecnología (p, ej. Nanapaiticutas) ha sido empleado para mantener la estabilidad de la Capnaicina y permitir que los efec ef ecto tos s de fá fárm rmac acos os te tenga ngan n un ma mayo yorr ef efec ecto to.. Exi Exist sten en cre crema mas s tó tópi pica cas s co con n Ceps Ce psai aion ona a qu que e se ut util iliz izan an pa para ra tr trat atar ar el do dolo lorr po porr neu neura ralg lgia ia pa past sthá hárpi rpica ca y neuropatía diabética, osteoartritis y artritis reumatoide. Detergentes Los lípidos son un grupo de biomoléculas que incluyen polímeros de naturaleza quím qu ímic ica a mu muy y di dive vers rsa. a. To Todos dos ti tien enen en en com común ún su in insol solub ubil ilid idad ad en ag agua ua y su

 

solubi ubilid lidad ad en dis disolve olvente ntes s orgá orgánic nicos os (et (etanol anol,, éte éter, r, ace aceton tona, a, ben benceno ceno..) ..).. Los sol disolventes no polares como el éter y el benceno solubilizan mejor a los lípidos, mientras que la solubilidad será menor en disolventes polares como el etanol ola acetona debido a sus radicales hidroxilo o carbonilo. El agua, por su naturaleza de dipo di polo lo el eléc éctr tric ico, o, ti tien ene e la ca capa paci cida dad d de fo form rmar ar pu puen ente tes s de H o es esta tabl blec ecer  er  interacciones iónicas con los compuestos polares. Las moléculas presentes en diso di solu luci ción ón ac acuo uosa sa qu que e se sean an ca capa pace ces s de es esta tabl blec ecer er cu cual alqu quie iera ra de es esta tas s inte in tera racc ccio ione nes s co con n la las s mo molé lécu cula las s de ag agua ua se di diso solv lver erán án en el ella la.. So Son n lo los s compuestos hidrófilos a hidrófilos. Mientras que los compuestos no polares, o hidrolisis, serán insolubles en agua por su incapacidad para participar de dichas interacciones. En este caso las moléculas de agua tienden a rodear cada molécula apolar formando "jaulas" o "cajas originando una estructura muy ordenada en la que cada molécula estaría dentro de una jaula. Por l leyes de la termodinámica (tende (ten denc ncia ia a ma mayo yorr entr entrop opía ía o de deso sord rden en del del si sist stem ema) a) la te tend nden enci cia a de la las s molé mo lécu cula las s ap apol olar ares es es la de ag agre rega gars rse e fu fuer erte teme ment nte e en entr tre e el ella las s me medi dian ante te interac int eraccio ciones nes hid hidrof rofóbi óbicas cas.. Los com compue puesto stos s apo apolar lares, es, como los líp lípidos idos,, no se disuelven en agua. Sin embargo, en presencia de jabones o detergentes se forma una emulsión estable debido a la formación de pequeñas goticulas en cuyo interior  se enc encuent uentran ran los rad radica icales les hid hidroca rocarbon rbonado ados s apo apolar lares es y los gru grupos pos ion ioniza izados dos estarían expuestos hacia el exterior. La formación de muchos glóbulos con la misma carga eléctrica hace que s se repelan impidiendo que se vuelvan juntar y la emulsión se haga estable. Cuando mezclamos a gua y aceite se forme una emul em ulsi sión ón tr tran ansi sito tori ria, a, en la qu que e el ace aceit ite e se di dispe spers rsa a en mu mucha chas s go goti tita tas s qu que e volv vo lverá erán n a ju junt ntars arse e si la de deja jamo mos s re repo posar sar.. La ad adic ició ión n de de dete terge rgent nte e a es esta ta emulsión inestable impide que las gotitas de aceite se vuelvan a reunir pues forma una capa alrededor de cada goticula. Conclusion: Un dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas opuestas y de igual magnitud cercanas entre sí.

 

Los dipolos se producen en los aisladores eléctricos. A diferencia de lo que sucede suc ede en lo los s ma mate teri rial ales es co condu nduct ctor ores, es, lo los s el elec ectr trone ones s no est están án li libre bres s en lo los s aislantes. Cuando se aplica un campo eléctrico a un aislador, este se polariza, haci ha cien endo do qu que e lo los s di dipo polo los s se red redir irij ijan an en la di dire recc cció ión n del cam campo po el eléct éctri rico co,, reduciendo su intensidad. Este es el caso de la molécula de agua, si bien tiene carga neutra total (mismo número núm ero de pro proton tones es que de ele electr ctrones ones), ), tie tiene ne una dis distri tribuc bución ión asi asimét métric rica a de electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno tiene una un a de dens nsid idad ad de ca carg rga a ne nega gati tiva va,, mi mien entr tras as qu que e lo los s nú núcl cleo eos s de hi hidr dróg ógen eno o permanecen en su estado desnudo, desprovistos de parte de sus electrones, y por  lo tanto exhiben una densidad de carga positiva. Por eso la molécula de agua se comporta prácticamente como un dipolo.

 Así, se crean interacciones dipolo-dipolo entre las mismas moléculas de agua, lo que conduce a la formación de enlaces o enlaces de hidrógeno. La carga parcial negativa negati va del oxígen oxígeno o en la moléc molécula ula ejerce una atracción electrostática electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas vecinas.  Aunque son enlaces débiles, el hecho de que haya otras cuatro moléculas alrededor de cada molécula de agua unidas por enlaces de hidrógeno permite la formación de una estructura reticular en el agua (líquida o sólida), que es la razón prin pr inci cipa pal. l.

Caus Ca usas as

de

su

comp co mpor orta tami mien ento to

inus in usua uall

y

pecu pe culi liar arid idad ades es..

Sus Su s

propiedades físicas y químicas.

Referencias: - Vol Volaki akis, J. (2 (201 018) 8)..  Antenna Engineering Handbook   (5th (5th ed.). ed.). McGraw McGraw-Hi -Hill ll Companies. - B. (2013). Quimica de los alimentos (5. alimentos  (5.a ed.). Pearson Educación. - Solvatación Solvatación.. (2010, 12 febrero). quimica ES. Recuperado 8 de marzo de 2022, de https://www.quimica.es/enciclopedia/Solvataci%C3%B3n.html

 

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