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: 378;