Ηλεκτρική διπολική ροπή

Στη φυσική, η ηλεκτρική διπολική ροπή αποτελεί ένα μέτρο της πόλωσης ενός συστήματος ηλεκτρικών φορτίων. Ορίζουμε την ηλεκτρική διπολική ροπή p που έχει φορτία +q και -q ως

$𝐩=q𝐫.$

όπου με r συμβολίζουμε το διάνυσμα από το αρνητικό στο θετικό φορτίο. Από τη στιγμή που το r είναι διάνυσμα με συγκεκριμένη διεύθυνση, το ίδιο ισχύει και για την p.

Επειδή συχνά είναι βολικό να μπορούμε να αντιμετωπίζουμε πολύπλοκες κατανομές ηλεκτρικών φορτίων στο κατά πόσο η συμπεριφορά τους μοιάζει με εκείνη ενός διπόλου, γενικεύουμε τους ορισμούς μας ως εξής: σε περιπτώσεις όπου κάποιος θέλει να βρει την ηλεκτρική διπολική ροπή μιας κατανομής Ν διακριτών φορτίων, η διπολική ροπή ορίζεται ως

$𝐩=\sum _{i=1}^N{q}_i{𝐫}_i.$

όπου το κάθε ${𝐫}_i$ είναι ένα διάνυσμα από κάποια σταθερή αρχή αξόνων στο αντίστοιχο $q_i$, με μέτρο ίσο με το φορτίο του $q_i$. Το παραπάνω άθροισμα μπορεί να μετατραπεί σε ολοκλήρωμα στην περίπτωση μιας συνεχούς κατανομής φορτίων:

$𝐩=\int \rho ({𝐫}^{\prime }){𝐫}^{\prime }d{\tau }^{\prime }$

Η διπολική ροπή χρησιμοποιείται συχνά σε συστήματα με ουδέτερο συνολικό φορτίο. Για παράδειγμα, ένα ζευγάρι αντίθετων φορτίων, ή ένας ουδέτερος αγωγός σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο. Για τέτοια συστήματα, η τιμή της ηλεκτρικής διπολικής ροπής είναι ανεξάρτητη από την αρχή του συστήματος αξόνων. Για μη ουδέτερα συστήματα, εμφανίζεται μια εξάρτηση από την επιλογή της αρχής των αξόνων. Για να ανακτηθεί η χρησιμότητα της ηλεκτρικής διπολικής ροπής στον υπολογισμό διάφορων ποσοτήτων, η αρχή των αξόνων λαμβάνεται συχνά ως το κέντρο του απόλυτου φορτίου, $\overrightarrow{R}$, του συστήματος, που ορίζεται όπως το κέντρο μαζας και είναι, για αρκετά συστήματα, το ίδιο.

$\overrightarrow{R}=\frac{1}{Q}\sum _i\left|q_i\right|{\overrightarrow{x}}_i,Q=\sum _i\left|q_i\right|$

Το ${𝐫}_i$ για τη διακριτή περίπτωση, ή το ${𝐫}^{\prime }$ για τη συνεχή, λαμβάνονται τότε σε σχέση με την αρχή των αξόνων που ορίζεται από το $\overrightarrow{R}$.

Δείτε επίσης

• Μαγνητική διπολική ροπή
• Ηλεκτρική διπολική ροπή του ηλεκτρονίου

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• Ηλεκτρική διπολική ροπή Πρότυπο:En