пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

6 вопрос Электрич-ий дипольмомент диполя и его поведениев электрич-ом поле

Электрическим диполем (диполем) называют систему, состоящую из двух равных, но противоположных по знаку точечных электрических зарядов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (плечо диполя).

Основной характеристикой диполя (рис.4) является его электрический, илидипольный момент– вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному и равный произведению заряда на плечо диполя:

htmlconvd-35FDsb_html_7b1852bd.gif(8)

htmlconvd-35FDsb_html_63754ae7.png

Рис.4. Электрический диполь.

Единицей электрического момента диполя является кулон-метр.

Поместим диполь в однородное электрическое поле напряжённостью htmlconvd-35FDsb_html_18518b1f.gif(рис.5). На каждый из зарядов диполя действуют силыhtmlconvd-35FDsb_html_2d1c8246.gif=q и

htmlconvd-35FDsb_html_4cbf06f1.gif= -q; эти силы противоположно направлены и создают момент пары сил. Как видно из рисунка, он равен

M=qElsin=pEsin, (9)

Или в векторной форме

htmlconvd-35FDsb_html_21ccb596.gif=htmlconvd-35FDsb_html_6dd950e.gif(10)

htmlconvd-35FDsb_html_m2a5666d4.png

Рис.5. Диполь в однородном электрическом поле.

Таким образом, на диполь в однородном электрическом поле действует вращающий момент, зависящий от электрического момента, ориентации диполя в поле и напряжённости поля.

Рассмотрим теперь диполь в неоднородном электрическом поле. Простоты ради предположим, что диполь расположен вдоль силовой линии. На него действуют силы

htmlconvd-35FDsb_html_4239c16b.gif+=htmlconvd-35FDsb_html_m5c832622.gif+и-=- ,

где +и--напряжённости поля соответственно в месте нахождения положительного и отрицательного зарядов (на рис.6->+). Значение равнодействующей этих сил

F= F_ - F+ = qE_ - qE+ = q (E_ - E+). (11)

htmlconvd-35FDsb_html_4348c83c.png

Рис.6. Силы, действующие на диполь.

Введём отношение (E_ - E+)/l, характеризующее среднее изменение напряжённости, приходящееся на единицу длины диполя. Так как обычно плечо невелико, то приближенно можно считать

(Е_ - Е+)/l = dE/dx, (12)

где dE/dx – производная от напряженности электрического поля по направлению оси ОХ, являющаяся мерой неоднородности электрического поля вдоль соответствующего направления. Из (12) следует

Е_ - E+ = l dE/dx,

Тогда формулу (5) можно представить в виде

F = ql dE/dx = p dE/dx.

Итак, на диполь действует сила, зависящая от его электрического момента и степени неоднородности поля dE/dx.

Если диполь ориентирован в неоднородном электрическом поле не вдоль силовой линии, то на него дополнительно действует еще и вращающий момент. Так что свободный диполь практически всегда будет втягиваться в область больших значений напряженности поля.


18.10.2016; 16:38
хиты: 87
рейтинг:0
Естественные науки
физика
электродинамика
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь