Električni dipol: Razlika med redakcijama

'''Eléktrični dípol''' je par enako velikih, a nasprotno predznačenih [[električni naboj|električnih nabojev]] na neki (navadno majhni) razdalji. Električni dipol opišemo z [[električni dipolni moment|električnim dipolnim momentom]], [[vektor (matematika)|vektorsko]] količino, katere velikost je enaka produktu naboja in razdalje med nabojema, usmerjen pa je v smeri od negativnega proti pozitivnemu naboju. Če sta električna naboja, ki sestavljata električni dipol, stalna, govorimo o [[permanentni električni dipol|stalnem]] ali [[permanentni električni dipol|permanentnem dipolu]], če pa sta nastala zaradi [[električna influenca|električne influence]], pa o [[inducirani dipol|induciranem dipolu]].

 

 

Na električni dipol z dipolnim momentom '''p'''_e deluje v zunanjem [[električno polje|električnem polju]] '''E''' [[navor]] '''M''', ki je enak [[vektorski produkt|vektorskemu produktu]] električnega dipolnega momenta in [[jakost električnega polja|jakosti električnega polja]]:

 

 

Navor poskuša usmeriti dipol v smer zunanjega električnega polja.

 

 

Električni dipol ima v zunanjem električnem polju [[elektrika|električno]] [[potencialna energija|potencialno energijo]] ''W''_e, enako negativnemu [[skalarni produkt|skalarnemu produktu]] električnega dipolnega momenta in jakosti električnega polja:

 

 

[[energija|Energijsko]] najugodnejše stanje je tisto, v katerem je dipol usmerjen v smer zunanjega polja.

 

 

Električni dipol tudi sam ustvarja [[električno polje]]. [[Električni potencial]] električnega dipola z danim električnim dipolnim momentom '''p'''_e v izbrani [[točka|točki]] [[prostor]]a, določeni z [[radij-vektor]]jem '''r''', je enak:

 

 

Električno polje izračunamo kot negativni [[gradient]] električnega potenciala:

 

 

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

 

 

 

Navedene so koordinate ''E''_r, ''E''_θ in ''E''_φ. V [[kartezični koordinatni sistem|kartezičnem koordinatnem sistemu]] električno polje dipola podamo s koordinatami ''E''_x, ''E''_y in ''E''_z:

 

 

 

Dipolni člen je najnižji člen v [[razvoj po krogelnih funkcijah|razvoju]] poljubne električno nevtralne razporeditve električnih nabojev po [[krogelna funkcija|krogelnih funkcijah]]:

 

 

Pri tem je '''R''' [[radij-vektor]] od koordinatnega izhodišča do izbrane točke v prostoru, v kateri nas zanima vrednost električnega potenciala, '''r''' radij-vektor do točke, v kateri je porazdeljen naboj, ρ('''r''') vrednost [[gostota naboja|gostote naboja]] v tej točki, θ kot med vektorjema '''r''' in '''R''' in ''P''_n(cos θ) [[Legendreov polinom]]. Integracija teče po vseh točkah prostora, kjer je porazdeljen naboj.

[[Naravno število]] ''n'' je red razvoja. Prvi člen, ki ga dobimo z razvojem do ''n''=0, je [[monopol]], ki v primeru porazdelitve naboja ustreza neto električnemu naboju in je za električno nevtralne porazdelitve enak nič. Razvoj do ''n'' = 1 da [[dipol]]ni člen, razvoj do ''n'' = 2 [[kvadrupol]]ni, do ''n'' = 3 [[oktupol]]ni in do ''n'' = 4 [[sekstupol]]ni člen.

 

 

V [[dielektrik]]u ni nosilcev naboja, z izjemo [[feroelektričnost|feroelektričnih]] snovi pa so morebitni [[permanentni dipol]]i urejeni naključno, tako da je izven zunanjega električnega polja dipolni moment makroskopskih območij enak nič. Razmere se spremenijo, če snov postavimo v zunanje električno polje. To usmeri permanentne dipole, obenem pa tudi deformira elektronski oblak atomov snovi, tako da nastanejo [[inducirani dipol]]i. Dipolni moment prostorninske enote dielektrika, ki ga dobimo, če dipolni moment posamezne molekule '''p'''_e pomnožimo s [[prostorninska gostota|prostorninsko gostoto]] molekul ''n'', je [[električna polarizacija]] '''P''':

:<math>\epsilon = \chi + 1</math>

 

* [[magnetni dipol]]