Поле электрического диполя
Электрическим диполем называется система равных по величине и противоположных по знаку электрических зарядов и , расстояние между которыми мало по сравнению с расстоянием до рассматриваемых точек поля.
Молекулы диэлектриков по своим свойствам подобны диполям.
Плечом диполя называется вектор , направленный по оси диполя от отрицательного заряда к положительному и численно равен расстоянию между ними.
Произведение положительного заряда диполя на плечо электрическим моментом диполя : называется .
Вектор совпадает по направлению с плечом диполя .
Согласно с принципом суперпозиции полей напряженность в произвольной точке диполя равна
,
где и - напряженности полей зарядов и соответственно.
1. Если точка расположена на оси диполя, то векторы и направлены вдоль этой оси в противоположные стороны,
, ,
где и - радиус-векторы, проведенные в точку из концов диполя и ,
; .
и совпадают по направлению с вектором , поэтому:
; ,
тогда
, ,
.
Если , то .
2. Найдем напряженность поля диполя в точке , расположенной на перпендикуляре, восстановленном к оси диполя из его середины .
Точка равноудалена от зарядов и , поэтому:
и подобны.
тогда вектор антипараллелен вектору электрического момента диполя :
Численное значение ,
ясно, что
, .
Тогда .
, ею можно пренебречь, поэтому .
3. В общем случае пусть точка лежит на расстоянии от середины диполя, радиус-вектор образует с осью диполя угол .
· Заряды компенсируют друг друга и не искажают поле диполя.
· Четыре заряда, находящихся в точках можно рассматривать как два диполя и , , поэтому . Поэтому электрические моменты диполей равны:
;
.
Для диполя точка лежит на его оси .
Для диполя точка лежит на перпендикуляре .
Векторы и взаимно перпендикулярны поэтому равно:
Таким образом, напряженность электростатического поля диполя
· зависит от направления радиус-вектора относительно оси диполя
· и убывает пропорционально кубу расстояния от его центра, то есть значительно быстрее, чем в случае поля одного точечного заряда.
Лекция 9/ 2
ТЕОРЕМА ГАУССА
1.6. Густота линий напряженности .
Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 358;