Električni dipol

Električni dipol je par enako velikih, a nasprotno predznačenih električnih nabojev na neki (navadno majhni) razdalji. Električni dipol opišemo z električnim dipolnim momentom, vektorsko količino, katere velikost je enaka produktu naboja in razdalje med nabojema, usmerjen pa je v smeri od negativnega proti pozitivnemu naboju.

Navor na dipol

Na električni dipol z dipolnim momentom p_e deluje v zunanjem električnem polju E navor M, ki je enak vektorskemu produktu električnega dipolnega momenta in jakosti električnega polja:

$\mathbf {M} =\mathbf {p} _{e}\times \mathbf {E}$

Navor poskuša usmeriti dipol v smer zunanjega električnega polja.

Energija dipola

Električni dipol ima v zunanjem električnem polju električno potencialno energijo W_e, enako negativnemu skalarnemu produktu električnega dipolnega momenta in jakosti električnega polja:

$W_{e}=-\mathbf {p} _{e}\cdot \mathbf {E}$

Energijsko najugodnejše stanje je tisto, v katerem je dipol usmerjen v smer zunanjega polja.

Potencial in polje dipola

Električni dipol tudi sam ustvarja električno polje. Električni potencial električnega dipola z danim električnim dipolnim momentom p_e v izbrani točki prostora, določeni z radij-vektorjem r, je enak:

$\phi ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {\mathbf {p} _{e}\cdot \mathbf {r} }{|\mathbf {r} |^{3}}}$

Električno polje izračunamo kot negativni gradient električnega potenciala:

$\mathbf {E} ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {3(\mathbf {p} _{e}\cdot \mathbf {r} )\mathbf {r} -r^{2}\mathbf {p} _{e}}{r^{5}}}$

Pri tem je r dolžina vektorja r oziroma razdalja od dipola do izbrane točke. Navadno računamo v krogelnem koordinatnem sistemu, tako da je dipol usmerjen v smer osi z. Izraza za potencial in električno polje dipola se v tem primeru zapišeta:

$\phi ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {p_{e}\cos \theta }{r^{2}}}$

Glej tudi

• magnetni dipol