Электрический диполь. Поле диполя

Рис.2.1. Электрический диполь

Под электрическим диполем понимают систему близко расположенных двух точечных одинаковых по величине и различных по знаку зарядов (рис. 2.1).

Для характеристики диполя введено понятие дипольного момента , по абсолютной величине равного произведению модуля одного из зарядов на расстояние между ними: .

Дипольный момент – вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному (см.рис.2.1). Определим потенциал произвольной точки С, расположенной на расстоянии от центра диполя (рис.2.2).

Рис.2.2. К определению потенциала и напряженности поля

Согласно принципу суперпозиции потенциал точки С будет равен:

. (2.1)

Выразим и через расстояние и угол между дипольным моментом и направлением от центра диполя к точке С. При этом предположим, что выполняется условие :

; ,

откуда , .

Подставим полученные значения в формулу (2.1) и получим:

.

При вращении диполя в плоскости чертежа потенциал в точке C будет изменяться от до .

Используя взаимосвязь между напряженностью и потенциалом поля, определим в точке С составляющие напряженности, одна из которых направлена вдоль , а вторая – перпендикулярно .

или .

При определении заметим, что при перемещении на величину в направлении, перпендикулярном к , угол изменится на , причем . В таком случае

.

Так как , то

. (2.3)

Из формулы (2.3) следует, что при вращении диполя в плоскости чертежа модуль вектора напряженности изменяется от минимального значения при до максимального значения при .