Elektrický dipól. Fyzika, 10 třída. Elektrodynamika

Při studiu fyziky v 10. třídě se diskutuje téma dipólů. Co znamená tento koncept a jaké vzorce se používají k jeho výpočtu?

Úvod

Pokud dáte dipól v prostoru jednotného elektrickém poli, můžeme prezentovat ji jako vedení. Dipól je systém, ve kterém jsou dva poplatky za stejné parametry, ale jsou opačně bod. A vzdálenost mezi nimi bude mnohem menší než vzdálenost k libovolnému bodu dipólového pole. Koncept dipólového momentu studuje školní hřiště elektrodynamiky (stupeň 10).

Dvojitá osa je přímka, která prochází body obou nábojů. Dipól rameno - vektor, který spojuje náboj, přičemž je vedeno záporně nabitých částic na částice kladně nabité. U elektrického dipólu je charakterizován stav, jako je dipól nebo elektrické momentů.

Podle definice je dipólový moment vektor, který je číselně roven výsledku dipólového náboje na jeho rameni. A to je koordinováno s ramenem dipólu. Je-li součet sil nulový, vypočítáme hodnotu momentu. Pro úhel, který existuje mezi momentem dipólu a směrem elektrického pole, je přítomnost mechanického momentu.

Často lidé považují za obtížné vypočítat modul fungující na struktuře dipólu. Zde je třeba vzít v úvahu zvláštnosti výpočtu úhlu "Alpha". Je známo, že dipól se odchyluje od vyvážené polohy. Samotný dipólový moment je však ve své vratné podobě jiný, protože je nakloněn k pohybu.

Výpočty

Když je tento dipólový moment umístěn v médiu nehomogenního elektrického pole, nevyhnutelně vzniká účinek síly. V takovém prostředí součet sil nebude nulový. V důsledku toho existují síly působící na dipólový moment s bodovým charakterem. Velikost dipólového ramene je mnohem menší.

Vzorec může být zapsán jako: F = q (E2 - E1) = qdE, kde d je rozdíl elektrického pole.

Vyhledání vlastností fyzikální koncepce

Zvažte téma dále. Abyste zjistili, co je charakteristické pro elektrické pole, pokud je vytvořen pomocí systému poplatků a lokalizován v malém prostoru, je nutné provést řadu výpočtů. Příkladem jsou atomy a molekuly, které ve svém složení mají elektricky nabité jádro a elektrony.

Pokud je třeba hledat pole na vzdálenost větší než rozměry, které tvoří oblast uspořádání částic, používáme několik přesných vzorců, které jsou velmi složité. Je možné použít jednodušší přibližné výrazy. Předpokládejme, že při vytváření elektrického pole jsou bodové sady poplatků q_k. Jsou umístěny v malém prostoru.

Pro provedení výpočtů charakteristiky daného pole je možné kombinovat všechny poplatky systému. Takový systém je považován za bodový náboj Q. Hodnoty veličin budou součtem poplatků, které byly v původním systému.

Umístění poplatků

Představte si, že umístění nabíjení je indikováno na libovolném místě, kde systém nabíjení q_k. Při provádění změn v lokalitě, pokud má limity vyjádřené malou plochou, bude takový účinek zanedbatelný, téměř neviditelný pro pole v místě pozorování. V rámci takových limitů aproximace napětí a potenciálu, které se nachází v elektrickém poli, jsou definice vytvářeny pomocí tradičních vzorců.

S nulovým součtem celkového náboje systému budou parametry nominálního přiblížení vypadat drsné. To dává důvod k závěru, že elektrické pole prostě chybí. Pokud je třeba získat přesnější aproximaci, jeden mentálně sestavuje oddělené skupiny kladných a záporných nábojů uvažovaného systému.

V případě přemístění jejich "středů" vzhledem k jiným, mohou být parametry pole v takovém systému popsány jako pole, které má dva body náboje stejné velikosti a opačné v označení. Je třeba poznamenat, že jsou vůči ostatním předpojatá. Pro přesnější charakterizaci systému nábojů s ohledem na parametry této aproximace je nutné zkoumat vlastnosti dipólu v elektrickém poli.

Zavedení termínu

Vraťme se k definici. Elektrický dipól je definice systému, který má dva body. Mají stejnou hodnotu a opačné znamení. A tyto značky se nacházejí na krátkých vzdálenostech vzhledem k ostatním značkám.

Můžete vypočítat charakteristiku procesu, který je vytvořen pomocí dipólu, a je reprezentován dvoubodovými náboji: + q a minus-q a jsou umístěny ve vzdálenosti od ostatních.

Sekvence výpočtů

Nejprve vypočteme potenciál a sílu dipólu na jeho axiálním povrchu. Jedná se o přímku, která běží mezi dvěma poplatky. Za předpokladu, umístění bodu A ve vzdálenosti r, která se rovná asi centrální části dipólu, a je-li r> a, v souladu s principem superpozice na pole potenciál v daném bodě se efektivně používat výraz pro výpočet parametrů elektrického dipólu.

Velikost vektoru napětí je vypočtena principem superpozice.
Pro výpočet intenzity pole se používá pojem poměru potenciálu a intenzity pole:

E_x = minus-Delta-phi- / delta-x.

Za takových podmínek je směr napínacího vektoru vyznačen podélně vzhledem k ose dipólu. Pro výpočet modulu je použitelná standardní vzorec.

Důležité vysvětlení

Mělo by se mít na paměti, že oslabení pole elektrického dipólu nastane rychleji než bodové náboje. Rozpadový potenciál dipólového pole se objevuje v obráceném poměru k čtverci vzdálenosti a intenzita pole je nepřímo úměrná vzdálenosti krychle.

Za použití podobného, ​​ale více těžkopádné metody jsou možné parametry a intenzitu pole dipólu ve volitelném místě, parametry postoj se stanoví za použití metody výpočtu, jak polární souřadnice: vzdálenost od středu elektrického dipólu (r) a úhel (theta-).

Výpočty pomocí vektoru napětí

Koncepce vektoru napětí E je rozdělena na dva body:

• Radiální (E_r ), která je orientována v podélném směru vzhledem k přímce.
• Taková přímka spojuje označený bod a střed dipólu se svislou čárou E_theta-.

Tento rozklad každé složky je směrován v průběhu změny, ke kterému dochází se všemi souřadnicemi bodu pro pozorování. Z toho lze nalézt vztah, který spojuje silné pole s možnými modifikacemi.

Nalezení složku vektoru při intenzitě pole, je důležité stanovit povahu vztahu na případné změny, které se vyskytují v důsledku posunu bodu pozorování ve směru vektorů.

Vypočítáme kolmou složku

Při provádění tohoto postupu je důležité vzít v úvahu, že výraz pro malý posun kolmo bude určen změnou úhlu: Delta-l = rDelta-theta-.
Parametry velikosti této složky pole budou stejné.

Příjem poměr může být určena Dielektrické dipólová pole v libovolném bodě pro konstrukci vzor s siločar pole.

Je důležité vzít v úvahu, že všechny vzorce pro určení potenciálu a intenzity pole dipólu fungují pouze na základě množství množství, které má jeden náboj dipólu a vzdálenosti mezi nimi.

Moment dipólu

Název popisované práce je kompletní charakteristikou elektrického typu vlastností. Má název "dipólový moment systému".

Podle definice dipólu, což je systém bodových nábojů, lze zjistit, že je charakterizován přítomností axiální symetrie, když je osa přímka, která prochází několika náboji.

Chcete-li zadat úplnou dipólovou charakteristiku, uveďte orientaci orientace, kterou má osa. Pro jednoduchost výpočtů je možné nastavit vektor momentu dipólu. Jeho velikost se rovná velikosti dipólového momentu a směrový vektor se liší tím, že se shoduje s dipólovou osou. Takže p = qa, jestliže a je směr vektoru, který spojuje negativní a pozitivní náboje dipólu.

Použití takové dipólové charakteristiky je výhodné a ve většině případů umožňuje zjednodušit vzorec a dát jej formu vektoru. Popis potenciálu pole dipólů v místě libovolného směru je napsán ve formě vektoru.

Zavedení takových pojmů jako vektorové charakteristiky dipólu a jeho dipólového momentu lze provést pomocí zjednodušeného modelu mínusový náboj v homogenním poli, v jehož složení existuje systém nábojů, jejichž geometrické rozměry nemusí být brány v úvahu, ale je důležité znát dipólový moment. To je nezbytná podmínka pro provedení výpočtů.

Jak se dipól chová

Chování dipólu lze považovat za příklad takové situace. Poloha dvoubodových nábojů má pevný charakter vzájemné vzdálenosti. Byly umístěny v podmínkách dipólu homogenního elektrického pole. Byly učiněny poznatky o tomto procesu. Při výuce fyziky (elektrodynamiky) je tento pojem podrobně zvážen. Z pole na náboj se provádí působení sil:

F = ± qE

Jsou stejné velikosti a opačné ve směru. Exponent celkové síly působící na dipól je nulový. Vzhledem k tomu, že tato síla má vliv na různé body, celkový index momentů bude:

M = Fa sin a = qEa sin a = pE sin a

at alfa-, což je úhel spojující vektorové síly pole a dvojrozměrné momentové vektory. Vzhledem k přítomnosti momentu síly má dipólový moment systému tendenci vrátit se k směru vektoru intenzity elektrického pole.

Elektrický dipól je koncept, který je důležitý pro jasné pochopení. Více o něm můžete přečíst na Internetu. Také to může být studováno na hodinách fyziky ve škole ve třídě 10, jak jsme uvedli výše.