Električni dipolski. Fizika, 10 klasa. elektrodinamika

Pri učenju fizike u 10. razredu raspravlja se o temama dipola. Što znači ovaj koncept i koje su formule izračunate?

uvod

Ako postavimo dipol u prostor homogenog električnog polja, možemo je zamisliti kao silu. Dipol je sustav u kojem postoje dvije naboje koje su identične u parametrima, ali su za razliku od točke punjenja. A udaljenost između njih će biti znatno manja od udaljenosti do bilo koje točke dipolnog polja. Koncept dipolnoga momenta proučava se školski tečaj elektrodinamike (razina 10).

Os dipola je ravna linija koja prolazi kroz točke obje optužbe. Rupica dipolova je vektor koji povezuje naboj i u ovom je slučaju usmjeren od negativno nabijenih čestica na čestice koje su pozitivno napunjene. Električni dipol karakterizira prisutnost takvog stanja kao dipol ili električni momenti.

Po definiciji, moment dipola je vektor koji je brojčano jednak proizvodu dipolnog napona na njegovoj ruci. I koordinira se s ramenom dipola. Ako je zbroj sila nula, izračunavamo vrijednost trenutka. Za kut koji postoji između momenta dipola i smjera električnog polja, prisustvo mehaničkog trenutka je inherentno.

Često ljudi teško mogu izračunati modul koji djeluje na strukturu dipola. Ovdje je potrebno uzeti u obzir posebnosti izračuna kuta "Alfa". Poznato je da dipol odstupa od uravnoteženog položaja. Ali moment dipolova dipol je drugačiji u svom povratnom karakteru, budući da je sklon pokretanju.

naselja

Prilikom postavljanja ovog dipolni moment u okruženju nehomogenog električnog polja javlja se neizbježno utjecati snagu. U takvom okruženju zbroj sila neće biti nula. Posljedično, postoje snage koje djeluju na moment dipolova s ​​točkastim znakom. Veličina dipolne ruke je znatno manja.

Formula se može napisati na sljedeći način: F = q (E2 - E1) = qdE, gdje je d električni polje diferencijal.

Tražite značajke fizičkog koncepta koji se proučavaju

Razmotrite tu temu dalje. Da bi se utvrdilo što je karakteristično za električno polje, ako je stvoren uz pomoć sustava naboja i lokaliziran u malom prostoru, potrebno je izvršiti niz izračuna. Primjer je predstavljen atomima i molekulama, koji u svom sastavu imaju električno nabijene jezgre i elektrone.

Ako je potrebno, traži polja na udaljenosti veće od dimenzija koje čine mjesto površine čestica, koristite blizu točne formule, koje su vrlo složeni. Moguće je koristiti jednostavnije približne izraze. Pretpostavimo da u stvaranju električnog polja, točka skupova optužbi q_k. Nalaze se u malom prostoru.

Za izvođenje izračuna karakteristika koje polje ima, moguće je kombinirati sve napune sustava. Takav sustav se smatra nabojem točke Q. Vrijednosti količina bit će zbroj naplate koji su bili u izvornom sustavu.

Mjesto naplate

Zamislite da je mjesto naplate označeno na bilo kojem mjestu gdje je sustav naplate q_k. Kada je promjena položaja, ako ima ograničenja, izražena mali prostor, takav učinak bi bio beznačajan, jedva vidljiva na terenu u trenutku u obzir. Unutar takvih granica aproksimacije napetosti i potencijala, koji je u električnom polju, definicije se rabe pomoću tradicionalnih formula.

S nultom sumom ukupnog naboja sustava, parametri nominalne aproksimacije izgledat će grubo. To daje osnovu za zaključivanje da je električno polje jednostavno odsutno. Ako je potrebno dobiti točniju aproksimaciju, mentalno se skuplja zasebne skupine pozitivnih i negativnih troškova sustava koji se razmatraju.

U slučaju zamjene njihovih "centara" u odnosu na druge, parametri polja u takvom sustavu mogu se opisati kao polje s dvostupanjskim nabojima jednake veličine i nasuprot znaku. Napominjemo da su oni pristrani u odnosu na druge. Da bi se osigurala preciznija karakterizacija sustava naboja s obzirom na parametre ove približnosti, potrebno je proučiti svojstva dipola u električnom polju.

Uvođenje pojma

Vratimo se na definiciju. Električni dipoli su definicija sustava koji ima dvije točke punjenja. Imaju istu vrijednost i suprotne znakove. Ovi se znakovi nalaze na kratkim udaljenostima u odnosu na druge znakove.

Možete izračunati karakteristike procesa koji je stvoren pomoću dipola, a predstavlja ga dvije točke: + q i minus-q, a nalaze se na udaljenosti u odnosu na druge.

Slijed obračuna

Za početak, izračunavamo potencijal i snagu dipola na svojoj aksijalnoj površini. Ovo je prava linija koja se kreće između dvije optužbe. Pod uvjetom mjesto točke A na udaljenosti r koja je jednaka oko središnjeg dijela dipola, a ako je r> a, u skladu s načelom superpozicije polju potencijal u određenom trenutku će učinkovito koristiti izraz za izračunavanje parametara električnog dipola.

Veličina vektora napetosti izračunava se principom superpozicije.
Za izračunavanje snage polja koristi se koncept odnosa potencijala i snage polja:

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

Pod takvim uvjetima, smjer zategnutog vektora označen je uzdužno u odnosu na os dipola. Za izračunavanje njegovog modula primjenjuje se standardna formula.

Važna pojašnjenja

Treba imati na umu da slabljenje polja električnog dipola odvija se brže nego kod točke punjenja. Potencijal raspada polja dipolova pojavljuje se u obrnutom omjeru prema kvadratu udaljenosti, a snaga polja obrnuto je proporcionalna kocki udaljenosti.

Koristeći sličan, ali više nezgrapan metode su moguće parametre i polje snagu dipola na izbornim mjestima, parametri stav određuje pomoću metode izračuna koliko polarnim koordinatama: udaljenost od centra električnog dipola (R) i kuta (theta).

Izračuni koji koriste vektor zatezanja

Koncept zategnutog vektora E podijeljen je u dvije točke:

• Radijalna (E_r ), koji je usmjeren u uzdužnom smjeru u odnosu na ravnu liniju.
• Takva ravna crta povezuje označenu točku i središte dipola s okomito E_theta.

Takvo proširenje svake komponente usmjerene na putu promjena koja se događa na sve koordinate točke promatranja. Može se pronaći iz odnosa koji povezuje prednosti polja s mogućim izmjenama.

Pronalaženje komponente vektora na snazi ​​polja, važno je utvrditi karakter omjera u potencijalnim promjenama koje nastaju zbog pomicanja točke promatranja duž smjera vektora.

Izračunamo okomicu

Prilikom izvođenja ovog postupka važno je uzeti u obzir da će se izraz malog pomaka okomitom odrediti promjenom kuta: Delta-l = rDelta-theta-.
Parametri veličine ovog elementa polja bit će jednaki.

Nakon što je dobiven odnos, moguće je odrediti polje električnog dipola na proizvoljnoj točki za izradu slike s silama sile ovog polja.

Važno je uzeti u obzir da sve formule za određivanje potencijala i polja snage dipola djeluju samo proizvodom količina koje jedan naboj dipola ima i udaljenost između njih.

Dipolni moment

Naziv opisanog rada je cjelovita karakteristika električnog tipa svojstava. Ima naziv "moment dipola sustava".

Po definiciji dipola, što je sustav točkastih točaka, može se otkriti da je karakterizirana prisutnošću aksijalne simetrije, kada je osi ravna linija koja prolazi kroz nekoliko naboja.

Da biste odredili cjelokupnu karakteristiku dipola, navedite smjer usmjeravanja osi. Za jednostavnost izračuna moguće je postaviti dipolni momentalni vektor. Njegova veličina je jednaka veličini dipolnog momenta, a vektor smjera razlikuje se u tome što se podudara s osi dipola. Dakle, p = qa, ako je a smjer vektora, koji povezuje negativne i pozitivne naboja dipola.

Upotreba takvog dipolnog karaktera prikladna je i omogućava u većini slučajeva pojednostavljivanje formule i davanje oblika vektora. Opis potencijala polja dipol na točki proizvoljnog smjera napisan je u obliku vektora.

Uvođenje takvih koncepata kao vektorske karakteristike dipola i njezinog dipolnog momenta može se provesti korištenjem pojednostavljenog modela minus- točka naboj u jedinstvenom polju, dio koji ima sustav naknada, geometrijske dimenzije koje ne moraju nužno uzeti u obzir, ali važno je znati dipolnog momenta. Ovo je nužan uvjet za izvođenje izračuna.

Kako se dipol ponaša

Ponašanje dipola može se uzeti u obzir primjerom takve situacije. Položaj dvostupanjskih naboja ima fiksni karakter udaljenosti u odnosu na svaki drugi. Postavljeni su u uvjete dipolova homogenog električnog polja. Napravljena su zapažanja o procesu. Na lekcijama fizike (elektrodinamika) ovaj se pojam detaljno razmatra. Od polja do naboja, izvodi se djelovanje snaga:

F = ± qE

Oni su jednake veličine i suprotno u smjeru. Eksponent ukupne sile koja djeluje na dipol je nula. Budući da takva sila utječe na različite točke, indeks ukupnog trenutka bit će:

M = Fa grijeh a = qEa grijeh a = pE grijeh a

u alfa, što je kut koji povezuje vektore snage polja i vektore momenta dipola. Zbog prisutnosti momenta sila, moment dipolova sustava tendira se vratiti u smjeru vektora snage električnog polja.

Električni dipol je koncept koji je važno jasno razumjeti. Više o tome možete pročitati na Internetu. Također se može studirati na nastavi fizike u školi u 10. razredu, kao što smo već razgovarali.