Электрический диполь. Потенциал и напряженность электрического диполя. Диполь в однородном электрическом поле

Электрический диполь - система из двух равных по величине, но противоположных по знаку точечных электрических зарядов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.

Расстояние между зарядами называется плечом диполя.

Основной характеристикой диполя является векторная величина, называемая электрическим моментом диполя (P).

Диполь является источником электрического поля, силовые линии и эквипотенциальные поверхности которого изображены на рис..

Диполь и его электрическое поле

Центральная эквипотенциальная поверхность представляет собой плоскость, проходящую перпендикулярно плечу диполя через его середину. Все ее точки имеют нулевой потенциал (φ = 0). Она делит электрическое поле диполя на две половины, точки которых имеют соответственно положительные (φ > 0) и отрицательные (φ < 0) потенциалы.

Абсолютная величина потенциала зависит от дипольного момента Р, диэлектрической проницаемости среды ε и от положения данной точки поля относительно диполя. Пусть диполь находится в непроводящей бесконечной среде и некоторая точка А удалена от его центра на расстояние r >> λ. Обозначим через α угол между вектором Р и направлением на эту точку. Тогда потенциал, создаваемый диполем в точке А, определяется следующей формулой:

Потенциал электрического поля, созданного диполем

В однородном электрическом поле напряженностью E на полюса диполя действуют равные по величине и противоположные по направлению силы. Поскольку сумма таких сил равна нулю, поступательного движения они не вызывают. Однако они

Диполь в однородном электрическом поле

создают вращательный момент, величина которого определяется следующей формулой:

Этот момент «стремится» расположить диполь параллельно линиям поля, т.е. перевести его из некоторого положения (а) в положение (б).

Напряженность поля диполя в произвольной точке (согласно принципу суперпозиции):

где и — напряженности полей, создаваемых соответственно положительным и отрицательным зарядами.

Напряженность поля диполя на продолжении оси диполя в точке А:

.
Напряженность поля диполя на перпендикуляре, восставленном к оси из его середины в точке B:

Поиск по сайту: