Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
93
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
2.5 Mб
Скачать

Лекция 4. Электрический диполь

2013

Электрический диполь

зарядовая система, электрически эквивалентная паре точечных зарядов, одинаковых по величине и разных по знаку, отстоящих друг от друга на расстояние l ( физ. модель).

Диполи в физике:

-небольшие проводящие тела в электрическом поле;

-небольшие диэлектрические тела в Е - поле;

-полярные молекулы (пространственное разделение зарядов под действием внешн. Е-поля, поляризация)

Электрический момент – основная характеристика диполя (вектор направлен от – к +):

 

p Кл м

p ql

2

2

 

Потенциал поля диполя

1. Потенциал поля на оси диполя

kq kq ...

r r

2. Потенциал поля на перпендикуляре, проведенном через середину оси диполя

kq kq ...

r r

3. Общая формула

rkp2 cos

3

3

Напряженность поля диполя

1. Напряженность поля на оси диполя

E E E

 

 

E E

E

 

kq

 

 

 

kq

 

...

 

 

r 2

 

r 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

1

 

 

2 pl

 

 

1

 

9 Н м2

4 0

 

r3

 

pl = q l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

9

10 Кл2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряженность поля диполя

2. Напряженность поля на перпендикуляре, проведенном через середину оси диполя

E E E

E 2E cos 2kq cos ...

r2 (l / 2)2

1

 

pl

E

 

 

 

4 0

 

r3

pl = q l

5

5

Напряженность поля диполя

3. Общая формула

E kpr3 1 3cos2

Напряженность электростатического поля диполя зависит от направления радиус-вектора r относительно оси диполя и убывает пропорционально кубу расстояния r, т.е. значительно быстрее, чем в случае поля одного точечного заряда.

6

6

Сила, действующая на диполь

Диполь во внешнем однородном поле (Е=const)

Когда диполь ориентирован вдоль вектора поля его электрический момент равен нулю. Если он ориентирован под углом, то на него действуют момент сил F+, F-.

F qE

F F F 0

Сила, действующая на диполь во внешнем однородном поле, равна нулю.

7

7

Сила, действующая на диполь

во внешнем неоднородном поле:

(E const)

силы, приложенные к зарядам, не равны по величине

 

F F F q(E E )

q E

E приращение вектора напряженности в направлении l.

 

E l

 

E

E El

F p

l

l

 

l

8

8

Момент сил, действующих на диполь

относительно центра масс диполя:

F qE

 

 

F qE

 

M M M

 

 

 

 

r F r F

 

,qE

M r

 

 

ql , E pE

 

 

 

),qE

r

,qE (r r

M pE

9

9

Момент сил, действующих на диполь

В неоднородном электрическом поле диполь под

действием

момента сил

M pE

стремится

установиться по направлению поля ( p

E) , а под

действием

силы переместиться в область более

сильного поля.

 

 

Устойчивое положение равновесия диполя p E, M 0

Неустойчивое положение равновесия диполя

p E, M 0

10

10

Соседние файлы в папке Лекции по физике (с 1 по 5)