Електричний диполь

(2.14)

Мал. 2.4.

Електричний момент диполя вимірюють в кулон-метрах ([р] = Кл-м), а дипольні моменти молекул з причини їхніх малих значень - в позасистемних одиницях - Дебаях (Ц): Поле, створене диполем.Диполь, в цілому електричне нейтральний, утворює навколо себе електричне поле. На мал. 2.1 зображена картина силових ліній та еквіпотен­ціальних поверхонь такого поля.

Знайдемо вираз для потенціалу поля, створеного дипо­лем у деякій віддаленій точці простору А (мал. 2.5). Оскільки для точкового заряду згідно з принципом суперпозиції (2.13) маємо:

(2.15)

Мал. 2.5. Мал. 2.6.

Враховуючи, що відстані до точки А від зарядів і набагато більші за плече диполя /, можна записати ;

де α- кут між векторами р і r₂. Підставивши ці вирази в (2.15), матимемо:

(2.16)

Застосуємо формулу (2.16) для знаходження різниці по­тенціалів між двома рівновіддаленими від диполя точками А і В (мал. 2.6).

Проведемо через точку 0 пряму, паралельну до АВ. Не­хай γ- кут утворений цією прямою і вектором p, тоді Звідки

Отже,

(2.17)

Таким чином, ми бачимо, що різниця потенціалів у двох рівновідцалених від диполя точках пропорційна про­екції моменту диполя на пряму, що сполучає ці точки, і за­лежить від синуса половини кута, під яким видно ці точки.

Отриманий результат дозволяє встановлювати залеж­ність між різницею потенціалів в двох точках поля і пара­метрами диполя (орієнтацією в просторі, величиною р) і використовується при реєстрації біопотенціалів в електро­графії (кардіографії, енцефалографії, міографії тощо).

Диполь в електричному полі.Розглянемо спочатку поведінку диполя в однорідному електричному полі напру­женості Е = const. На заряди диполя діє пара сил: та яка створює обертальний момент (мал. 2.7). Ве­личина цього моменту визначається за формулою:

(2.18)

де - кут між векторами Е і р. Таким чином, електричне поле намагається зорієнтувати диполь так, щоб вектори р і Е були співнапрямленими.

Мал. 2.7. Мал. 2.8.

У неоднорідному полі, де напруженість змінюється від точки до точки, диполь не тільки орієнтується вздовж ліній напруженості, а й втягується в область більшої напруже­ності. Це відбувається за рахунок нерівності сил , які діють на позитивний та негативний заряди (мал. 2.8). Чим більша неоднорідність поля (більший градієнт напру­женості), тим більша результуюча сила, яка діє на диполь:

(2.19)

Сила F спрямована у бік більшої напруженості і дося­гає максимального значення, коли , тобто коли диполь розміщений вздовж лінії напруженості поля. Існуванням цієї сили пояснюється притягання наелектризованою скля­ною чи ебонітовою паличкою легких предметів, налипання пилу на наелектризовані поверхні. За рахунок цього ефекту іони в рідких та газоподібних середовищах з полярними молекулами створюють оболонку з молекулярних диполів.

Читайте також:

1. Диполь-дипольні взаємодії. Ван-дер-ваальсовий зв’язок.
2. Дія магнітного поля на рухомий електричний заряд. Сила Ампера і сила Лоренца
3. Електричний заряд.
4. Електричний заряд.
5. Електричний заряд. Електричне поле. Закон Кулона. Напруженість та індукція електричного поля. Принцип суперпозиції електричних полів
6. Електричний заряд. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона
7. Електричний заряд. Закон Кулона
8. Електричний інтерфейс RS-232C
9. Електричний нагрівний елемент
10. Електричний опір
11. Електричний опір людини

Переглядів: 7802