33. Электрический диполь и мультиполь

Электрическим диполем называют систему, состоящую из двух равных, но противоположных по знаку точечных электрических зарядов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (плечо диполя). Основной характеристикой диполя является его электрический (или дипольный) момент - вектор, равный произведению заряда на плечо диполя, направленный от отрицательного заряда к положительному:

p = dl.

Единицей электрического момента диполя является кулон-метр.

На диполь в однородном электрическом поле действует вращающий момент, зависящий от электрического момента, ориентации диполя в поле и напряженности поля. На диполь действует сила, зависящая от его электрического момента и степени неоднородности поля

dE/dx

Если диполь ориентирован в неоднородном электрическом поле не вдоль силовой линии, то на него дополнительно действует еще и вращающий момент. Свободный диполь практически всегда втягивается в область больших значений напряженности поля.

Диполь является частным случаем системы электрических зарядов, обладающих определенной симметрией. Общее название подобных распределений зарядов - электрические мультиполя (I = 0, 1, 2 и т. д.), число зарядов мультиполя определяется выражением 2¹.

Так, мультиполем нулевого порядка (20 = 1) является одиночный точечный заряд, мультиполем первого порядка (21 = 2) - диполь, мультиполем второго порядка (22 = 4) - квадруполь, мультиполем третьего порядка (23 = 8) - октуполь и т. д. Потенциал поля мультиполя убывает на значительных расстояниях от него (R > d, где d - размеры мультиполя)

пропорционально I/R¹⁺¹. Если заряд распределен в некоторой области пространства, то потенциал электрического поля вне системы зарядов можно представить в виде некоторого приближенного ряда:

Здесь R - расстояние от системы зарядов до точки А с потенциалом Ф;

f₁, f₂, f₃.... - некоторые функции, зависящие от вида мультиполя, его заряда и от направления на точку А.

Первое слагаемое соответствует монополю, второе - диполю, третье - квадруполю и т. д. В случае нейтральной системы зарядов первое слагаемое равно нулю.

Дипольный электрический генератор (токовый диполь) В вакууме или в идеальном изоляторе электрический диполь может сохраняться сколь угодно долго. Однако в реальной ситуации (электропроводной среде) под действием электрического поля диполя возникает движение свободных зарядов, и диполь нейтрализуется. Сила тока во внешней цепи будет оставаться почти постоянной, она почти не зависит от свойств среды. Такая двухполюсная система, состоящая из истока и стока тока, называется дипольным электрическим генератором, или токовым диполем.

Автор: Подколзина В.А.

<< Назад: Электродинамика

>> Вперед: Физические основы электрокардиографии

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Общая хирургия. Конспект лекций

▪ Социальная психология. Шпаргалка

▪ Информатика и информационные технологии. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Интерактивная система Lego Smart Play 17.01.2026

Компания Lego предложила новый подход к конструкторским играм, представив платформу Smart Play, которая объединяет традиционные кирпичики с сенсорами, звуками и возможностью реагировать на действия ребенка. Разработка системы заняла около восьми лет и направлена на поддержку социальной, сюжетной и творческой игры. Главная идея Smart Play заключается в том, чтобы "спрятать" сложную электронику внутри конструкции. Это позволяет детям сосредотачиваться не на гаджетах, а на создании историй, взаимодействии с персонажами и собственной фантазии. Технология ориентирована на развитие творческого мышления и вовлечение в игру с самого начала. Система базируется на специальном "умном кирпиче", оснащенном датчиками, который способен реагировать на движение, воспроизводить звуки и распознавать другие элементы конструктора, включая умные минифигурки. Дополнительные Tiny Smart Tags позволяют платформе понимать контекст использования кирпичей: например, находится ли элемент в машине, вертолете и ...>>

Геймерские AR-очки ROG XREAL R1 17.01.2026

Дополненная реальность (AR) стремительно проникает в сферу развлечений, открывая пользователям новые формы взаимодействия с играми и мультимедийным контентом. Компании ASUS и XREAL представили долгожданное устройство - AR-очки ROG XREAL R1, которые обещают изменить представление о мобильных играх и иммерсивном игровом опыте. Новинка поражает своими техническими характеристиками. Каждое глазное яблоко пользователя получает изображение с помощью двух micro-OLED дисплеев с разрешением 1920x1080, пиковая яркость достигает 700 нит, а поле зрения составляет 57°. Частота обновления 240 Гц обеспечивает плавное изображение даже в динамичных играх, а встроенные динамики от Bose гарантируют качественный звук. Центром управления устройством стал ROG Control Dock - настоящий мультимедийный хаб, оснащенный двумя HDMI 2.0 и DisplayPort 1.4. Он позволяет мгновенно переключаться между ПК, консолями и другими устройствами. Подключение через USB-C обеспечивает максимальную совместимость, включая по ...>>

Большой адронный коллайдер прекращает работу 16.01.2026

Физика элементарных частиц - одна из самых передовых областей науки, где каждый эксперимент может изменить наше понимание мироздания. Центральным инструментом этих исследований является Большой адронный коллайдер (LHC), уникальный ускоритель частиц, позволяющий изучать самые фундаментальные законы природы. Недавно стало известно, что LHC временно прекращает свою работу для масштабной модернизации, которая подготовит его к новому этапу экспериментов с гораздо большей производительностью. Коллайдер, расположенный в подземном тоннеле вдоль швейцарско-французской границы, создает столкновения частиц на невероятно высоких энергиях. Именно здесь в 2012 году ученые открыли бозон Хиггса - ключевую частицу, объясняющую, почему другие элементарные частицы имеют массу. Это открытие стало одним из самых значимых событий современной физики и подтвердило предсказания Стандартной модели. Причиной временной остановки LHC стало развертывание проекта High-Luminosity LHC (HL-LHC). Модернизация позв ...>>

Случайная новость из Архива Дроны нового класса Dragonfly Pictures 10.10.2020 Компания Dragonfly Pictures Inc. (DPI) разработала дроны нового класса - привязные дроны, сохраняющие неизменное (стационарное) положение (hover-in-place) относительно морского судна или другого транспортного средства, оснащенного базовой станцией. В отличие от мультикоптеров (мультироторных дронов, или коптеров) с батарейным питанием, которые требуют замены батареи каждые 20 мин, привязные дроны получают электропитание по кабелю, подключенному к базовой станции. Благодаря такой возможности эти устройства могут функционировать в полете в течение многих часов и даже дней. Привязные коптеры отслеживают и сопровождают мобильные платформы - морские корабли, суда, грузовики и другие наземные транспортные средства. По сравнению с дронами с фиксированными крыльями у новых коптеров имеется несколько преимуществ, к которым относятся вертикальный взлет и посадка. Этим дронам не требуется посадочная полоса, пусковой стол или ремонтно-восстановительное оборудование. В отличие от дронов-дирижаблей, новые коптеры непрерывно сохраняют стационарное положение даже в условиях турбулентности и быстрого порывистого ветра Особое преимущество UMAR-дронов в том, что они способны безотказно работать свыше 400 ч в беспосадочном режиме на высоте до 500 футов благодаря непрерывной подаче электропитания по кабелю. Однако проектирование этой схемы связано с существенными трудностями. Напряжение питания, которое подается с корабля на коптер, должно быть как можно более высоким, чтобы минимизировать ток, что позволяет использовать минимально тонкий и легкий кабель. Такой дрон очень мобилен, а его полезная нагрузка высока.

Другие интересные новости:

▪ Лучшее время суток для вакцинации

▪ Sony Digital Paper DPT-RP1

▪ Смартфон Samsung для слабовидящих людей

▪ Метан на Марсе - это не признак жизни

▪ Выведена корова размером с собаку

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Устройства защитного отключения. Подборка статей

▪ статья Цифровая видеокамера как web-камера. Искусство видео

▪ статья Почему солнечный свет полезен для здоровья? Подробный ответ

▪ статья Зайцы. Советы туристу

▪ статья Золочение металлов. Простые рецепты и советы

▪ статья Сто горящих сигарет в одной руке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026