Реферат Курсовая Конспект
Энергия взаимодействия точечного электрического диполя с внешним полем . - раздел Электротехника, Энергия в электростатике ...
|
Рассмотрим точечный диполь, находящийся во внешнем поле , запишем выражение для нахождения энергии их взаимодействия:
если , то , энергия минимальна
если , то , энергия максимальна.
Мы знаем, что система обычно стремится минимизировать свою энергию, поэтому диполь будет поворачиваться в такое положение, чтобы вектор был направлен по полю, это, очевидно, и будет его устойчивое положение во внешнем поле.
Теперь вернемся к описанию силового (или динамического) действия внешнего поля на диполь. В пункте 4.2 было показано, что на диполь, помещенный в поле действуют сила и момент сил, соответственно равные:
Теперь мы хотим посмотреть на эти выражения с энергетической точки зрения.
Получим несколько иное выражение для силы, действующей на диполь, находящийся во внешнем поле.
Представим несколько иначе , учитывая малость . Введем произвольно ориентированную декартову систему координат, тогда
будет иметь проекции на координатные оси , и . Если мы теперь мысленно переместимся из отрицательного полюса в положительный полюс, то наше перемещение вдоль в декартовой системе координат может быть представлено в виде:
тогда, подставив полученное выражение в исходное, получим:
К полученной формуле можно было прийти и несколько иначе, исходя из формулы, связывающей потенциальную силу и потенциальную энергию:
Рассмотрим теперь связь энергии диполя с моментом сил, действующих на него во внешнем поле. Рассмотрим произвольную ориентацию диполя во внешнем поле в декартовой системе координат. Диполь лежит в плоскости XY. Поле направлено вдоль оси X. Очевидно момент сил будет направлен вдоль отрицательного направления оси z. Рассчитаем этот момент сил:
Поворачивая диполь в пространстве, изменяя угол , а значит и энергию диполя, получим:
- это и есть модуль момента сил, его направление видно из рисунка. Итак, получаем:
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
На сайте allrefs.net читайте: "Энергия в электростатике"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Энергия взаимодействия точечного электрического диполя с внешним полем .
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов