El dipol elèctric

prev.gif (1231 bytes)home.gif (1232 bytes)next.gif (1211 bytes)

Electromagnetisme

Camp elèctric
La llei de Coulomb
El motor de Franklin
Camp i potencial
d'una càrrega puntual
Camp i potencial
de dues càrregues
marca.gif (847 bytes)Dipol elèctric
Línia de càrregues
Llei de Gauss
Model atòmic de
Kelvin-Thomson
La cubeta de Faraday
Conductors
Generador de
Van de Graaff
Conductors (II)
Càrrega induïda
en un conductor
Esfera conductora en
un camp uniforme
Un pèdol que
des
carrega un
condensador.
Mètode de les
imatges
java.gif (886 bytes)Dipol elèctric

java.gif (886 bytes)quadripol

 

El dipol elèctric és un tipus de distribució de càrrega que es presenta freqüentment, com veurem en la pàgina dedicada als dielèctrics.

Un dipol elèctric està format per dues càrregues, una positiva +Q i una altra negativa -Q del mateix valor, separades una distància d.

 

Dipol elèctric

El potencial en un punto P distant r1 de la càrrega –Q i r2 de la càrrega +Q és

Expressem r1 i r2 en funció de r i q , que és la posició del punto P expressada en coordenades polars.

Tenint en compte que d és petit en comparació amb r, podem obtenir una bona aproximació emprant el desenvolupament en sèrie següent

per a expressar de forma aproximada els quocients r/r1 i r/r2.

Negligint els termes d'ordre superior a d2/r2

El potencial s'expressa en funció de r i θ

És interessant destacar que el potencial degut a un dipol disminueix amb la inversa del quadrat de la distància r, mentre que per a una càrrega puntual disminueix amb la inversa de r.

 

Components del camp elèctric

Les componentes de E en coordenades polares es poden calcular a partir del gradient de V expressat en coordenades polars

dipolo1.gif (2362 bytes) Les components del camp elèctric E són

La intensitat del camp elèctric disminueix com el cub de la distància r.

Definim com a moment dipolar el vector p, el mòdul del qual és p = Q·d, el producte de la càrrega Q per la separació d, i que es dirigeix des de la càrrega negativa a la positiva.

 

Activitats

S'introdueix:

  •  El mòdul de p (en unitats arbitràries) en el control de selecció moment dipolar

Es pitja el botó Nou.

Observeu les línies de força (en color blanc) i les equipotencials (en color blau clar) d'un dipol.

Les equipotencials s'han traçat de manera que la seua separació és de 10 unitats arbitràries d'energia potencial.

Les línies de força i equipotencials són similars a les obtengudes en la miniaplicació (applet) del sistema de dos càrregues, quan les càrregues són iguals i oposades.

 

LineasApplet apareixerà en un explorador compatible JDK 1.1
                                       

 

Quadripol

Un quadripol és un sistema format per tres càrregues, +2Q en l'origen i –Q en els punts (-d, 0) i (+d, 0).

El potencial en el punt P distant r1 de la càrrega –Q, r2 de la càrrega –Q  i r de la càrrega +2Q és

Com que r >> d, podem expressar de forma aproximada els quocients r/r1 i r/r2

El potencial s'expressa en funció de r i θ

És interessant destacar que el potencial degut a un quadripol disminueix amb la inversa del cub de la distància r, mentre que per a un dipol disminueix como la inversa del quadrat, i per a una càrrega puntual disminueix amb la inversa de r.

Les componentes del camp elèctric E són

Activitats

Observeu les línies de força (en color blanc) i les equipotencials (en color blau clar) d'un quadripol.

Les equipotencials s'han traçat de manera que la seua separació és de 10 unitats arbitràries d'energia potencial.

 

LineasApplet apareixerà en un explorador compatible JDK 1.1