Електрически дипол. Физика, 10 клас. електродинамика

При изучаване на физика в 10 клас се обсъжда темата за диполите. Какво означава това понятие и какви формули се използват за изчисляването му?

въведение

Ако поставите дипол в пространството на хомогенно електрическо поле, можем да го представим като линии на сила. А дипол е система, в която има две такси, които са идентични в параметри, но те са за разлика от точка такси. Разстоянието между тях ще бъде много по-малко от разстоянието до която и да е точка на диполното поле. Концепцията за диполния момент се изследва от курса на електродинамиката в училище (10 клас).

Диполната ос е права линия, минаваща през точките на двете заряди. Двойното рамо е вектор, който свързва заряда и в този случай се насочва от отрицателно заредените частици към частиците, които са положително заредени. Електрическият дипол се характеризира с наличието на такова състояние като дипола или електрически моменти.

По дефиниция, диполът момент е вектор, който е цифрово равен на продукта на дипол заряд на ръката си. И тя е координирана с рамото на дипола. Ако сумата от силите е нула, ние изчисляваме стойността на момента. За ъгъла, който съществува между диполния момент и посоката на електрическото поле, наличието на механичен момент е присъщо.

Често хората изпитват трудности при изчисляването на модула, действащ върху структурата на дипола. Тук е необходимо да се вземат предвид особеностите на изчисляването на ъгъла "Алфа". Известно е, че диполът се отклонява от балансирано положение. Но самият диполен момент е различен при връщащия се характер, тъй като е склонен да се движи.

селища

Когато този диполен момент се постави в средата на нехомогенно електрическо поле, неизбежно възниква ефектът на сила. В такава среда сумата от силите няма да бъде нула. Следователно, има сили, действащи на диполен момент с точков характер. Размерът на диполната ръка е много по-малък.

Формулата може да бъде написана както следва: F = q (E2 - E1) = qdE, където d е диференциалът на електрическото поле.

Търсете характеристики на физическата концепция, която се проучва

Помислете по-нататък. За да определи какво е характеристика на електрическото поле, ако е създадена с помощта на система от заряди и е локализирана в малко пространство, е необходимо да се извърши поредица от изчисления. Примерът се представя от атоми и молекули, които в своя състав имат електрически заредени ядра и електрони.

Ако е необходимо да се търси поле на разстояние, по-голямо от размерите, които съставят региона на частиците, ние използваме редица точни формули, които са много сложни. Възможно е да се използват по-прости приблизителни изрази. Нека приемем, че при създаването на електрическо поле точковите набори от такси q_к. Те се намират в малко пространство.

За да се извършат изчисления на характеристиката на дадено поле, е възможно да се съчетаят всички такси на системата. Такава система се счита за точково зареждане Q. Стойностите на количествата ще бъдат сумата от таксите, които са били в оригиналната система.

Местоположение на таксите

Представете си, че местоположението на заряда е показано на всяко място, където системата за зареждане q_к. Когато правите промени в местоположението, ако има ограничения, изразени в малка площ, такъв ефект ще бъде незначителен, почти не забележим за полето в зрителната точка. В рамките на границите на сближаването на напрежението и потенциала, които се намират в електрическото поле, дефинициите се правят с помощта на традиционни формули.

С нулева сума от общото зареждане на системата, параметрите на номиналното приближение ще изглеждат груби. Това дава основание да се заключи, че електричното поле просто липсва. Ако е необходимо да се постигне по-точно сближаване, един психически събере отделни групи положителни и отрицателни натоварвания на разглежданата система.

В случай на изместване на техните "центрове" по отношение на други, параметрите на полето в такава система могат да бъдат описани като поле, което има две точкови заряди, равни на магнитуд и противоположни на знака. Трябва да се отбележи, че те са пристрастни спрямо другите. За да се даде по-точна характеристика на системата от заряди по отношение на параметрите на това приближение, е необходимо да се проучат свойствата на дипол в електрическо поле.

Въвеждане на термина

Нека се върнем към определението. Електрическият дипол е определение на система, която има две точкови заряди. Те имат еднаква стойност и противоположни знаци. И тези знаци се намират на кратки разстояния по отношение на други знаци.

Можете да изчислите характеристиката на процеса, който се създава чрез дипол, и той се представя с две точки заряди: + q и минус-q и те се намират на разстояние относително към останалите.

Последователност на изчисленията

Първо, нека изчислим потенциала и силата на дипола на аксиалната му повърхност. Това е права линия, която се движи между две такси. При условие, местоположение точка А на разстояние R, което е равно на около централната част на дипол, а ако р> а, в съответствие с принципа на суперпозиция на потенциала на полето в даден момент ефективно ще използва израз за изчисляване на параметрите на електрическа дипол.

Величината на вектора на напрежението се изчислява чрез принципа на суперпозицията.
За да се изчисли силата на полето, се използва концепцията за съотношението на потенциала и силата на полето:

E_х = минус-Delta-phi- / Delta-x.

При такива условия, посоката на вектора на напрежението е показана надлъжно по отношение на оста на дипола. За изчисляване на модула му е приложима стандартната формула.

Важни разяснения

Трябва да се има предвид, че отслабването на полето на електрическия дипол става по-бързо от това на точката на зареждане. Различителният потенциал на диполното поле се проявява в обратна пропорция на квадрата на разстоянието, а силата на полето е обратно пропорционална на куба за разстояние.

Като се използва подобен, но по-тежки методи са потенциални параметри и сила на полето от дипол на допълнителни точки, параметрите на отношението се определят чрез използване на метод за изчисляване как полярни координати: разстояние от центъра на електрически дипол (R) и ъгъл (тета).

Изчисления, използващи вектора на напрежението

Концепцията на вектора на напрежението Е е разделена на две точки:

• Радиалният (Е_R ), която е насочена в надлъжна посока по отношение на правата линия.
• Такава права линия свързва посочената точка и центъра на дипола с перпендикулярна Е_тета.

Това разлагане на всеки компонент е насочено по хода на промяната, което се случва с всички координати на точката за наблюдение. Тя може да бъде намерена от връзката, която свързва силните полета с потенциални модификации.

При намирането на компонента на вектора при силата на полето е важно да се установи характера на съотношението при потенциалните промени, които се появяват поради изместването на точката на наблюдение по посока на векторите.

Ние изчисляваме перпендикулярния компонент

При извършване на тази процедура е важно да се има предвид, че изразът за малка перпендикулярна денивелация ще бъде определен чрез промяна на ъгъла: Делта-1 ​​= rDelta-theta-.
Параметрите на величината на този компонент на полето ще бъдат равни.

След като получихме връзката, възможно е да определим областта на електрическия дипол в произволна точка за конструиране на картина със силови линии на това поле.

Важно е да се има предвид, че всички формули за определяне на потенциала и силата на полето на дипол действат само от произведението на количествата, които един диполен заряд има и от разстоянието между тях.

Двойният момент

Името на описаната работа е пълна характеристика на електрическия тип свойства. Той има името "диполен момент на системата".

По дефиниция, дипол, което е система от точкови заряди, е възможно да се разбере, че се характеризира с наличието на аксиална симетрия за нея, когато оста - права линия, която преминава през няколко обвинения.

За да укажете пълната диполна характеристика, посочете ориентацията на осите. За простота на изчисленията е възможно да се настрои вектор на диполния момент. Неговата величина е равна на величината на диполния момент и векторът на посоката се различава по това, че съвпада с диполната ос. Така че, p = qa, ако a е посоката на вектора, който свързва отрицателните и положителните заряди на дипола.

Използването на такава диполна характеристика е удобно и прави възможно в повечето случаи да се опрости формулата и да се получи формата на вектор. Описанието на потенциала на диполното поле в точка на произволна посока е написано във формата на вектор.

Въвеждането на такива понятия като векторната характеристика на дипола и неговия диполен момент може да се осъществи, като се използва опростен модел минус натоварване в хомогенно поле, в състава на което има система от заряди, чиито геометрични размери не е необходимо да се вземат под внимание, но е важно да се знае моментът на дипола. Това е необходимо условие за извършване на изчисления.

Как се държи диполът

Поведението на дипол може да се разглежда като пример за такава ситуация. Позицията на двуточковите зареждания има фиксиран характер на разстоянието един спрямо друг. Те бяха поставени в условията на дипол на хомогенно електрическо поле. Направени са наблюдения върху процеса. В уроците по физика (електродинамика), тази концепция се разглежда подробно. От полето до заряда се извършва действието на силите:

F = ± qE

Те са еднакви по магнитуд и обратна по посока. Експонентът на общата сила, който действа върху дипола, е нула. Тъй като такава сила има ефект върху различни точки, индексът на общия момент ще бъде:

М = Фанс sin a = qEa sin a = pE sin a

при алфа-, който е ъгълът, свързващ векторите на силата на полето и векторите на диполните вериги. Поради наличието на момент на сила, диполният момент на системата има тенденция да се върне към посоките на вектора на силата на електричното поле.

Електрическият дипол е концепция, която е важна за ясното разбиране. Можете да прочетете повече за него в Интернет. Също така може да бъде изучаван в уроците по физика в училище в степен 10, както споменахме по-горе.