II. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИПОЛЬ. ДИПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ
2.1. Теоретические основы
Электрический диполь – это система двух одинаковых по величине разноимённых точечных зарядов, расстояние между которыми значительно меньше расстояния до тех точек, в которых определяется поле системы.
Характеристикой диполя служит физическая величина – дипольный электрический момент
, (2.1)
где вектор (плечо) направлен от отрицательного заряда к положительному заряду (рис.6).
Поле нейтральной системы электрических зарядов ( ) на больших расстояниях от нее определяется дипольным электрическим моментом системы (если он не равен нулю)
, (2.2)
где - радиус-вектор заряда qi и суммирование ведется по всем N зарядам q1, q2, ..., qN системы (рис. 7). При этом значение дипольного электрического момента не зависит от выбора начала координат (точка О).
Потенциал электрического поля нейтральной системы с ненулевым дипольным электрическим моментом на достаточно больших расстояниях r от нее (рис. 8)находят по формуле
, (2.3)
где J - угол между радиусом-вектором и вектором . Соответственно модуль вектора напряженности равен
, (2.4)
На диполь, помещенный в однородное электрическое поле, действует механический момент сил
, или , (2.5)
где a - угол между направлениями векторов и .
Момент сил стремится повернуть диполь так, чтобы его электрический момент установился по направлению поля . При этом совершается работа, равная изменению потенциальной энергии диполя в электрическом поле. Потенциальная энергия диполя вычисляется по формуле
. (2.6)
Дата добавления: 2016-07-22; просмотров: 3211;