Електричний диполь в однорідному зовнішньому електричному полі

Розглянемо дію зовнішнього електричного поля на диполь.

Якщо поле однорідне, то сили, які діють на негативний і позитивний заряди диполя є однаковими за значенням і протилежними за напрямом, тобто утворюють пару сил(рис1.8). Відповідно їх рівнодія дорівнює нулю.

Дія пари сил характеризується моментом пари:

M= qElsinα,

α – кут між вектором l і напруженістю поля Е.

, тоді

М=plsinα.

Або у векторній формі

.

Рис.1.8

Отже, в однорідному електричному полі на диполь діє пара сил, яка намагається повернути диполь так, щоб кут між векторами р і Е зменшився і диполь встановився в напрямку поля.

Існують два положення рівноваги диполя:

- диполь паралельний електричному полю (стійка рівновага);

- диполь антипаралельний йому (нестійка рівновага).

Енергія диполя в однорідному електричному полі напруженістю Е:

.

1.8. Електричний диполь в неоднорідному зовнішньому електричному полі

Якщо поле неоднорідне, то сили F₁ і F₂ за значенням є різними і їхня рівнодія не дорівнює нулю.

Знайдемо рівнодійну силу. Вважатимемо, що диполь розміщений вздовж однієї з силових ліній (рис 1.9). Тоді .

Таким чином, в неоднорідному електричному полі на диполь крім моменту пари сил, діє ще сила в напрямі зростання напруженості поля, яка прагне втягнути диполь в область сильнішого поля.

Рис. 1.9

Лекція 2