ویبراتورهای حلقه سری "D" (نزدیک ترین آنالوگ خارجی ANT150D از Telewave) در یک نمای جداگانه از سه قسمت - قدرت ویبراتور حلقه (1)، تراورس (2) و واحد بست (3) نشان داده شده است. ) (قسمت جوان کوچک).

آیا ویبراتور لوپ از یک لوله آلومینیومی با دیواره ضخیم ساخته شده است و به انتهای آن نزدیک می شود؟ / 2. اتصال اتصال (4) قبل از تراورس با استفاده از جوش آرگون-قوس جوش داده می شود، که تماس الکتریکی قابل اعتماد را در پاد گره بند تضمین می کند. برای قرار دادن یک کابل 50 اهم، یک ترانسفورماتور 1/4 سیم نصب شده است و اندازه آنتن هنگام قرار دادن خط زندگی در وسط دوقطبی است.

تمام کنتاکت ها لحیم شده اند و اتصالات پیچ مهر و موم شده اند. کل ظرف آب بندی می شود: برای افزایش سفتی از لوله PVC و برای آب بندی از لوله گرما بند همراه با چسب مولکولی استفاده می شود (5). کل آنتن از هجوم رسانه های تهاجمی به پوشش پلیمری محافظت می شود. تراورس آنتن - یک لوله با قطر 35 میلی متر به دقت روی دوقطبی نصب می شود تا نصب آنتن آسان تر شود. اتصال ووزول به کفش از جنس لیتیوم سیلومین است. پردازش اضافی همچنین چسبندگی قابل اعتماد با تراورس و چسباندن آسان به پین ​​با قطر 38-65 میلی متر را در زیر هر برشی تضمین می کند. آنتن دارای علامت (6) برای فازبندی صحیح و همچنین یک سوراخ تخلیه (7) در پایین ویبراتور است.

آنتن مجهز به کابل بادوام (8) RK 50-7-11 با تلفات کم (0.09 دسی بل در متر در 150 مگاهرتز) است. آنتن ها با اتصال دهنده های نوع N (9) ارائه می شوند که کاملاً لحیم کاری و آب بندی می شوند.

بسته بندی مقوایی دستی به آنتن اجازه می دهد تا با هر نوع حمل و نقل حمل و نقل شود.

دوقطبی های حلقه سری "DP" از نظر طراحی شبیه به دوقطبی های سری "D" هستند.

اول از همه، این آنتن ساختاری غیر جدا شده دارد - خود دوقطبی (10) به یک تراورس کوتاه (11) جوش داده شده است. پیکربندی دوقطبی نامتقارن تر است، اما، با این حال، نیتروهی ویژگی های آن را به خطر نمی اندازد. پس از انبساط نزدیک بازتابنده، لکه 150-170 مگاهرتز می شود و سطح 10 دسی بل پایین تر تنظیم می شود. سپس، در ذهن خود، بلافاصله می توانید برنده 3 دسی بل را ببینید.

به روشی دیگر، بستن با استفاده از گیره های فولادی گالوانیزه سبک (12) انجام می شود و به آنتن اجازه می دهد تا به یک گیره (13) با قطر 25-60 میلی متر بسته شود. در تمام فناوری های ساخت دیگر، آنتن های سری "DP" با دوقطبی های سری "D" تفاوتی ندارند.

دوقطبی های سری "DH" ارزان ترین آنتن ها هستند. آنها یک سازنده "خودت بساز" هستند، که در آن با کشیدن چندین تکه سیم، با استفاده از دستورالعمل های ما، یک ویبراتور زمین خطی کلاسیک با ویژگی های سازگار با گاما را انتخاب می کنید. این کیت شامل یک میله با کیفیت بسیار بالا - یک میله با قطر 12 میلی متر (14)، یک تراورس (15) با دهانه برای اتصال و یک براکت جوش داده شده با یک سوکت (16) است.

جزئیات تطبیق گاما به شما این امکان را می دهد که دوقطبی را تقریباً به طور کامل در هر فرکانسی که انتخاب می کنید (از بازتاب سنج اصلی) تنظیم کنید.

دوقطبی کوژن مراقبت دستورالعمل های گزارشبا توجه به تنظیمات و برنامه دوز ویبراتور.

این مجموعه در دستان استاد به یک سیستم ارتباطی مناسب با آنتنی با راندمان بالا تبدیل خواهد شد!

A. B. Ribakov
، سپاه کادت فضایی نظامی، سن پترزبورگ

دوقطبی در میدان و میدان دوقطبی

دوقطبی در میدان (فقط یک اشتباه)
1. در میدان الکتریکی یکنواخت چه نیروهایی بر دوقطبی وارد می شوند؟
دوقطبی برویم پدر میدان تنش باشد Eبگذارید بردار گشتاور دوقطبی α را به بردار شدت میدان اضافه کند. به راحتی می توان فهمید که در دوقطبی در این مورد چند نیرو با یک لحظه وجود دارد
M = qElsin α = pEsin α، نحوه جهت دهی دوقطبی در امتداد خطوط میدان نیرو. بنابراین اگر دوقطبی بتواند به دور خود بچرخد، آنگاه یک تابع تعیین شده دارد. توجه به این نکته حائز اهمیت است که دوقطبی موقعیت تراز متفاوتی دارد، اگر به صورت طولانی جهت گیری شود، اما در موقعیت ناپایدار نباشد.
2. انرژی یک دوقطبی در میدان همگن چقدر است؟
به محض اینکه در وظایف، درباره انرژی بالقوه صحبت می کنیم، باید فوراً شروع کنیم، بنابراین این انرژی را احیا خواهیم کرد. لطفاً به ما اطلاع دهید که ما در موقعیتی با اهمیت قرار داریم. این انرژی تابع کاهش قدرت میدان زمانی است که دوقطبی از موقعیت بلال به دور مرکز خود می‌پیچد، که با برش α (تقسیم شکل به مورد 1) به همان میزان مشخص می‌شود. ما حدس می زنیم که ربات فقط با بار جابجا شده در هر دو جهت متصل است E. بارهای دوقطبی با چنین پوششی از خط میدان (در جهات مختلف) با l (1 cos α) / 2 جابه جا می شوند. بنابراین، انرژی W = qEl (1 - cos α) = pE (1 - cos α) ).
بیشتر اوقات در مورد برقکارها مهم است که در نظر بگیریم که W = 0 در موقعیت دوقطبی، اگر بردار پعمود بر E. در این مورد
W = -qEl cos α = -پلی اتیلن.
ادعای بیان شده در پایان پاراگراف 1 اکنون می تواند به گونه ای متفاوت صورت بندی شود: دوقطبی اکنون موقعیت را به خود می گیرد: حداقل انرژی. بنابراین، مولکول های دوقطبی دی الکتریک در میدان خارجی، همگی تمایل دارند به روشی خاص جهت گیری شوند (و تغییر حرارتی به این ترتیب بر آن تأثیر می گذارد).
3. حالا اجازه دهید دوقطبی که در امتداد میدان خط قرار دارد، در یک میدان غیر یکنواخت باشد. بنابراین، همانطور که درک آن آسان است، در یک خط میدان جدید، نیرو به سمت افزایش مقدار میدان هدایت می شود:
(شاخص های "+" و "-" نشان دهنده بار دوقطبی است که کمیت فیزیکی به آن مربوط است). این نیرو خود ساده‌ترین شواهد را توضیح می‌دهد، که در آن جسم باردار (صرف نظر از علامت بار) تکه‌های کوچک کاغذ را جذب می‌کند.

میدان دوقطبی
4. ابتدا به توسعه میدان دوقطبی با تمرکز بر لحظات پنهان می پردازیم. به عنوان مثال، اجازه ندهید میدان گرانشی یک سیارک با شکل نامنظم به ما برخورد کند. میدان در مجاورت سیارک را تنها با تجزیه و تحلیل کامپیوتری می توان شناسایی کرد. به محض خروج از سیارک، با دقت بیشتری می توانیم آن را به عنوان یک نقطه مادی (میدانی که می شناسیم) ببینیم. با دقت ریاضی بیشتر، لازم بود بگوییم که ما رفتار مجانبی میدان را در
ما در یک میدان الکترواستاتیک با وضعیت مشابهی مواجه هستیم. میدان الکترواستاتیکی که در پشت قدرت های آن قرار دارد حتی شبیه به گرانش است (زیرا قوانین اساسی مشابه هستند: قانون کولن و قانون گرانش جهانی)، یا به قولی «غنی تر» از آن. آژه بارهای الکتریکیدو نوع می تواند وجود داشته باشد، بین آنها می تواند هم جاذبه و هم اتساع وجود داشته باشد، و بین "بارهای گرانشی" (یعنی جرم ها) فقط گرانش می تواند وجود داشته باشد.
ما در نظر خواهیم گرفت که در هر منطقه محصور توزیع بارهای نقطه مثبت و منفی q 1، q 2، ...، q n وجود دارد. سیستم را شارژ کنید
(2)
ما قبلاً درک کرده‌ایم که وقتی Q ≠ 0، میدان r بزرگ به میدان بار نقطه‌ای Q تبدیل می‌شود. این غذای مهم‌تری برای ما است: میدان در فواصل بزرگ‌تر، به‌عنوان بار جدید چگونه خواهد بود.
Q = 0؟ به ساده ترین روش، توزیع بارهای نقطه ای با Q = 0 یک دوقطبی است. بنابراین، تبدیل میدان دوقطبی اصول مهمی را به همراه دارد.
خوب، اگر همه ابعاد مشخصه حتی در تراز با فاصله بین بارهای دوقطبی بزرگ باشند، عمدتاً تحت تأثیر چنین موقعیت هایی قرار خواهیم گرفت. این وضعیت را می توان به دو صورت توصیف کرد. اول از همه، ما همیشه می توانیم این را در نظر بگیریم که بارهای حل شده در انتهای خط یک نوع هستند، و رفتار تصمیمات اتخاذ شده در زمانی که Ale امکان پذیر است و می توانیم به سادگی در مورد یک دوقطبی نقطه ای با یک دوقطبی نقطه صحبت کنیم. لحظه p، پس در نتایج ما منصفانه هستند حتی اگر -هر r> 0 (بنابراین دو نقطه دید معادل هستند).
با فرمول های فیلدهای بارهای نقطه ای آشنا می شویم و در عبارات مختلف توضیح می دهیم که کافی نیست. بنابراین، می توانیم فرمول های محاسبه نزدیک را حدس بزنیم: اگر، پس
از طریق برگه ها، علامت "≈" مواردی را که با این فرمول ها بر حسب پارامتر کوچک محاسبه کرده ایم نشان می دهد (پارامتر کوچک در مسائل در نظر گرفته شده l / r است).
5. تصویر واضحی از خطوط میدان میدان دوقطبی به راحتی در دسترس است و ما آن را در اینجا ارائه نمی کنیم. اگرچه ما می خواهیم گسترش میدان پیچیده تر باشد، اما همچنان در دو جهت با گسترش پتانسیل و تنش احاطه شده ایم. یک بلال کوچک از سیستم مختصات با مرکز دوقطبی، تمام x جهت بردار است پ ، و همه Y عمود هستند (که در آن بار دوقطبی در مبدا مختصات روی سطح قرار می گیرد). اجازه دهید آن را در نقطه ای بی نهایت دور در نظر بگیریم
6. قدرت میدان دوقطبی را روی محور Y تعیین می کنیم.
پشت اصل برهم نهی، E = E + + E -، د E+і E-- بردارهای شدت میدان بارهای مجاور. شباهت های تریکوتنیک:
چه چیزی می توانید بنویسید
حالا بیایید در مورد حرکت پتانسیل در امتداد محور Y صحبت کنیم. قطعات در هر نقطه از محور Y بردار هستند. E عمود بر محور، پس هنگام حرکت هر بار در امتداد این محور، میدان دوقطبی کار نمی کند، و بنابراین، در هر نقطه از این محور
7. می توانیم j پتانسیل میدان را در نقطه قابل توجهی از محور x محاسبه کنیم. با پیروی از اصل برهم نهی، مقادیر مساوی پتانسیل و ایجاد بارهای مثبت و منفی وجود دارد.
اجازه دهید x> 0، سپس:
(3)
(ویراز برای (x) برای x< 0 будет c другим знаком).
از تقارن میدان مشخص می شود که بر روی محور x بردار قدرت میدان است Eفقط برای انبار E x کار می کند. آنها را می توان بر اساس فرمول زیر محاسبه کرد که قدرت میدان و پتانسیل را به هم مرتبط می کند:
(4)
اگر در یک دوره مدرسه باید از فرمول (4) اجتناب شود، آنگاه قابل محاسبه است Ex بدون وسط: در غیر این صورت

همچنین، هنگامی که دوقطبی در امتداد محور x یا در امتداد محور y حذف شود، میدان کاهش می یابد. r -3. می توان ادعا کرد که این روش مستقیماً انجام خواهد شد.
ویراز پتانسیل در نقطه معینی بدون اشتقاق روشن است: (اگر دیدید

در هر جهتی غیر از محور Y، پتانسیل کاهش می یابد r -2). سعی کنید دریابید که چگونه این فرمول را به نتایجی که قبلاً در چندین موقعیت می دانیم، برسانید.
8. دسترسی. واضح است که در یک صفحه بی پایان و با بار یکنواخت، قدرت میدان بالاتر از سطح قرار نمی گیرد (یا همانطور که انتظار می رود، کاهش می یابد. r 0). برای شارژ نقطه ای، کاهش می یابد r -2. دوقطبی، همانطور که قبلاً اشاره کردیم، در ناهماهنگی به صورت r -3 کاهش می یابد. سعی کنید حدس بزنید قدرت میدان در کدام قسمت از بارها کاهش می یابد. r -1; r -4.

برهمکنش یک دوقطبی با بارهای دیگر
9. حالا بیایید به اندرکنش بین دوقطبی و بار نقطه ای q '(بگذارید q' > 0) نگاه کنیم. کوچولو به معنای قابل توجهی کوچولو را در پاراگراف 5 تکرار می کند. در آنجا ما قدرت میدان دوقطبی را بیان کردیم و بنابراین، از قبل می دانیم که چه نیرویی بر یک بار نقطه ای عمل می کند. لطفاً توجه داشته باشید که این برهمکنش ساده‌ترین مثال نیروهای غیر مرکزی را به ما نشان می‌دهد (حدس بزنید که در مدرسه نیروهای غیر مرکزی بین ذرات همگرا می‌شوند).
اگر هنوز غذا ندارید: قدرت اعمال شده به دوقطبی چقدر است؟ کجا اعمال می شود؟ شما می توانید بلافاصله و بدون تردید ما را در مورد این تغذیه آگاه کنید. نیروی شوکان F، طبق قانون سوم نیوتن، باید به - F اضافه شود و باید در همان خط مستقیم با F اضافه شود. اما ممکن است نیروی مساوی دو نیروی وارد بر بارهای + q و -q دوقطبی در اینجا در جهت دوقطبی اعمال شده باشد. این یعنی چی؟ معنی نداره این که نیروی برابر نیرویی که به دونات وارد می شود در مرکز سوراخ اعمال شود یعنی چه؟ تعادل بین دو نیرو هیچ احساس خاصی ایجاد نمی کند، به سادگی در همه روابط جایگزین چند نیرو (یا تقریباً کاملاً بدون معنی) در سطوح اساسی مکانیک می شود. (برای عینیت، مهم است که بسیاری از نویسندگان وجود دارند که چنین دیدگاهی برای آنها ناخوشایند است. آنها به سادگی به آن احترام می گذارند که بگویند در دوقطبی سمت بار نقطه ای نیرویی تا حد زیادی اعمال می شود. خود دوقطبی و لحظه ای دیگر از نیرو).
10. قدرت و انرژی برهمکنش بین دو دوقطبی که بردارهای p 1 و p 2 روی یک خط مستقیم قرار دارند را بیابید. بین دوقطبی x قرار بگیرید.
بیایید انرژی کل بارهای یک دوقطبی دیگر را در میدان دوقطبی اول محاسبه کنیم (بخش ص 7):

واضح است که دوقطبی ها که یکی یکی با قطب های مختلف (مانند یک نوزاد) در یک راستا قرار گرفته اند، جذب می شوند (همانطور که علامت "-" در عبارت W نشان می دهد) و وقتی یکی از دوقطبی ها برگردانده می شود، انرژی علامت را تغییر می دهد. .
ما دیگر محاسبات یک دستکاری را انجام نخواهیم داد و اکنون فرمولی برای بزرگی قدرت برهمکنش بین این دوقطبی ها می نویسیم (آن را برگردانید!):
11. انرژی برهمکنش بین دو دوقطبی را بیابید که در آن p 1 روی خط مستقیمی قرار دارد که دوقطبی ها را به هم متصل می کند و p 2 عمود بر آن است. بین دوقطبی x قرار بگیرید. (آن را بررسی کنید - پاسخ واضح است.)
12. انرژی برهمکنش دو دوقطبی را که بردارهای p 1 و p 2 موازی یکدیگر و عمود بر محور x هستند که دوقطبی ها بر روی آن امتداد یافته اند، بیابید.

احترام اضافی
13. بنابراین، دوقطبی ساده‌ترین مثال از یک سیستم بارهای با بار اضافی Q = 0 را به ما نشان می‌دهد. همانطور که مطالعه کردیم، پتانسیل میدان دوقطبی در فواصل دور با r -2 کاهش می‌یابد. آیا نمی توان این نتیجه را تا حد بیشتری اصلاح کرد؟
می توان مفهوم گشتاور دوقطبی را به گونه ای تعریف کرد که هر توزیع بارها را مشخص کند. زوکرم، برای سیستمی از n بار نقطه ای، گشتاور دوقطبی به صورت زیر محاسبه می شود:
. (5)

به راحتی می توان فهمید که این مقدار افزودنی است. می توان نتیجه گرفت که P در Q = 0 در انتخاب بلال نهفته است. فرمول را دوباره پیکربندی کنید تا به (1) بروید.
گشتاور دوقطبی P را روی تعدادی تقسیم بار ساده تنظیم کنید (در همه تقسیمات، بین نزدیکترین بارها l قرار بگیرید).
می توان در مورد توزیع بی وقفه هزینه ها صحبت کرد و سپس مبالغ (2) و (5) را جایگزین کرد و پس از تعهد باید یک انتگرال نوشت.
بیشتر از همه، نتایج به ما نشان می دهد که چرا ممان دوقطبی مهم است. و به طور موثر، می‌توان نتیجه گرفت که پس از آن شاهد یک سیستم کافی از بارها با بار اضافی Q = 0 و گشتاور دوقطبی P≠ 0 خواهیم بود، بنابراین میدان به میدان دوقطبی ابتدایی که در لحظه کامل پس‌زمینه در نظر گرفته‌ایم نزدیک‌تر خواهد شد. آر.
می توانید این مسیر را بیشتر دنبال کنید و با Q = 0 و P = 0 به میدان سیستم شارژ نگاه کنید. یکی از بزرگترین سهام سادهچنین سیستمی از نمایش در شکل a - tse چهار قطبی نامیده می شود. پتانسیل میدان چهار قطبی در ناهماهنگی به صورت r -3 کاهش می یابد.
سری "بار نقطه - دوقطبی - چهار قطبی ..." را می توان ادامه داد. نام چنین اجسام چند قطبی جاهلانه است. آله می نا تسومو زوپینیموسیا.

14. هنگامی که یک اتم در میدان الکتریکی قرار می گیرد، نیروی وارد شده به هسته و پوسته الکترونی در جهات مختلف صاف می شود. تحت تأثیر این نیروها، اتم یک گشتاور دوقطبی ایجاد می کند آر، که مستقیماً با جهت شدت میدان خارجی منطبق است E 0 .
به طور طبیعی، مولکول ها همچنین یک گشتاور دوقطبی در میدان خارجی ایجاد می کنند (در غیر این صورت، به نظر می رسد برای آنها، گفتن از قبل در مورد جهت بردار ناعادلانه است. آر ).
بسیاری از مولکول ها نیز در حین حضور میدان خارجی، گشتاورهای دوقطبی را نشان می دهند. علاوه بر این، این ممان‌های دوقطبی قدرتمند بسیار بیشتر از ممان‌های القایی هستند (به عبارت دیگر، ما در مورد موارد اصلی که در زمینه‌های آزمایشگاهی موجود هستند صحبت می‌کنیم). برای یکپارچگی فرآیندهای موجود در طبیعت (به عنوان مثال، برای زندگی)، بسیار مهم است که مولکول آب دارای یک گشتاور دوقطبی باشد.
درک این نکته مهم است که نور شبیه نور اتم های مولکول H 2 O است که در امتداد یک خط مستقیم توزیع شده اند، مانند مولکول CO 2. مطمئناً هیچ کس مراقب نخواهد بود» (E. Parcell. Electricity and Magnetism. - M., 1975).

انواع
تا نقطه 8. سیستمی از بارها که در آن قدرت میدان در ناهماهنگی مانند r -1 کاهش می‌یابد، - جایی که رزوه به طور یکنواخت شارژ می‌شود.
تا نقطه 11. هنگامی که دوقطبی اول در امتداد محور x در بار دوم حرکت می کند، در سمت دوقطبی دیگر، عمود بر این محور، نیرو وارد می شود، به طوری که هیچ رباتی تولید نمی شود، یعنی W = 0.
تا نقطه 12. برای ساده سازی تجزیه، لازم بود روشی برای انتقال یکی از دوقطبی ها از ناسازگاری به ایستگاه متفاوت انتخاب شود. آن را به صورت دستی در امتداد محور x حرکت دهید، با بردار ممان دوقطبی محور (که در آن نقطه نیروهای برهمکنش بین دوقطبی برابر با صفر است)، و سپس آن را 90 درجه بچرخانید. هنگام چرخاندن دوقطبی دیگر، نیروهای خارجی مسئول ربات هستند (Div. P. 2). این انرژی تعامل متقابل بین دو قطبی است.
تا نقطه 13. گشتاورهای دوقطبی مساوی: a) 0; ب) 2qlj;
ج) 0؛ د) -3qli (در اینجا i و j بردارهای منفرد در خطوط مستقیم محورهای X و Y به روشی مشابه هستند).

انرژی بالقوه یک دوقطبی سخت

بیایید به نام یک دوقطبی سخت نگاه کنیم - این دوقطبی است که در آن فاصله بین بارها تغییر نمی کند ($ l = const $). قابل توجه است که انرژی پتانسیل یک دوقطبی در میدان الکترواستاتیک خارجی ایجاد می کند. از آنجایی که شارژ $ q $، که در نقطه میدان با پتانسیل $ \varphi $ قرار دارد، دارای انرژی پتانسیل برابر با:

پس انرژی دوقطبی برابر است با:

de $(\varphi)_+; (\varphi) _- $ - پتانسیل های میدان خارجی در نقاط شارژ $ q $ i $ -q $. پتانسیل میدان الکترواستاتیک به صورت خطی کاهش می یابد، زیرا میدان در جهت بردار شدت میدان یکنواخت است. بیایید کل فیلد X را هدایت کنیم (شکل 1). برداشته شود:

3 شکل 1 مهم است که تغییر پتانسیل از $ (\varphi) _ + به \ (\varphi) _- $ در بخش $ \ مثلث x = lcos \ vartheta $ اعمال شود، سپس:

لحظه دوقطبی الکتریکی

با جایگزینی (4) در (2)، ما آن را لغو می کنیم:

جایی که $ \overrightarrow (p) $ = $ q \overrightarrow (l) $ گشتاور الکتریکی دوقطبی است. سطح (6) بین بارهای دوقطبی انرژی تولید نمی کند. فرمول (6) به این معنی است که میدان یکنواخت است، اما برای یک میدان غیر یکنواخت نیز معتبر است.

باسن 1

زمینه: به دوقطبی که در یک میدان ناهمگن وجود دارد و متقارن با محور X است نگاه کنید، نحوه رفتار دوقطبی در چنین میدانی را از نظر نیروهای فعال توضیح دهید.

بگذارید مرکز دوقطبی روی محور X قرار گیرد (شکل 2). بین بازوی دوقطبی و کل X dorovnya $\vartheta\ne\frac (\pi) (2)$ برید. در مورد ما، نیروهای $ F_1 \ ne F_2 $. روی دوقطبی یک گشتاور معکوس i وجود خواهد داشت.

نیروی مورد نیاز برای حرکت دوقطبی در امتداد محور X. برای پیدا کردن مدول نیرو از فرمول استفاده کنید:

با معادله انرژی پتانسیل دوقطبی مطابقت دارد:

مهم است که $\vartheta = const $

برای نقاط محور X:

\ \

وقتی $\vartheta 0$ باشد، به این معنی است که دوقطبی به ناحیه میدان قوی کشیده شده است. وقتی $\vartheta>\frac(\pi) (2) $$F_x

عزیزم، از آنجایی که $ - \frac (\partial W) (\partial x) = F_x$، اثر انرژی پتانسیل نیرویی را به کل خارجی می‌دهد، سپس اثر $ - \frac (\جزئی W) ( \جزئی \vartheta) = M_\vartheta $ نمایش لحظه ابری را بر کل $ می دهد؟ $:

\[-\frac (\partial W)(\partial\vartheta)=M_\vartheta=-pEsin\vartheta (1.4.)\]

در فرمول (1.4) علامت منفی به این معنی است که لحظه تغییر بین ممان الکتریکی دوقطبی و بردار شدت میدان تغییر نمی کند. دوقطبی در میدان الکتریکی به‌گونه‌ای می‌چرخد که ممان الکتریکی دوقطبی با میدان موازی شود ($ \ رو به سمت راست (p) \ بالادست \ روبه‌رو \ روبه‌رو (E) $). در $ \ overrightarrow (p) \ uparrow \ downarrow \ overrightarrow (E) $ گشتاور همچنان صفر است، در غیر این صورت هیچ ثباتی وجود ندارد.

باسن 2

زمینه: دو دوقطبی در فاصله $r $ از یکدیگر قرار دارند. محورهای آنها روی یک خط مستقیم قرار دارد. ممان های الکتریکی بر این اساس افزایش می یابد: $ p_1 $ و $ p_2 $. انرژی پتانسیل هر یک از دوقطبی ها را که موقعیت تعادل پایدار را نشان می دهد، محاسبه کنید.

اگر دوقطبی ها همانطور که در شکل نشان داده شده است جهت گیری شوند، سیستم در حالت ثابت خواهد بود. 3، زمینه های افسار، با شارژ پشت علامت، یک به یک.

ما در نظر می گیریم که میدان توسط یک دوقطبی با گشتاور $p_1 $ ایجاد می شود، انرژی پتانسیل دوقطبی را پیدا می کنیم که توسط گشتاور الکتریکی $p_2 $ در نقطه میدان (A) در نقطه ایجاد می شود. فاصله r از دوقطبی اول. پذیرفته شده است که بازوهای دوقطبی در تراز با فاصله بین دوقطبی ها کوچک هستند ($ l \ ll r $). دوقطبی ها را می توان به عنوان نقاط در نظر گرفت (مهم است که دوقطبی با گشتاور $ p_2 \ در \ نقطه \ A $ باشد). شدت میدانی که در نقطه A یک دوقطبی روی محور ایجاد می‌کند، از نظر مدول برابر است (در $\varepsilon = 1$):

انرژی پتانسیل یک دوقطبی با گشتاور $p_2 $ در نقطه A را می توان با فرمول بیان کرد:

ما معتقد بودیم که بردارهای کشش و گشتاور الکتریکی دوقطبی در حالت یکسان سازی پایدار در هم جهت هستند. در این وضعیت انرژی پتانسیل دوقطبی دیگر برابر خواهد بود با:

نکته: انرژی های بالقوه دوقطبی برابر با مقدار $ W = -p_2\frac (p_1) (2\pi (\varepsilon)_0r^3)$ خواهد بود.

بیایید به میدان ساده ترین سیستم بارهای نقطه ای نگاه کنیم. ساده ترین سیستم بارهای نقطه ای یک دوقطبی الکتریکی است. دوقطبی الکتریکی مجموعه ای از دو بار نقطه ای مساوی از نظر قدر و مساوی از نظر قدر است. -qі + q، یکی را قبل از یکی در روز ایستادن قرار دهید. بگذارید بردار شعاع باشد که از بار منفی به بار مثبت منتقل می شود. بردار

ممان الکتریکی دوقطبی یا ممان دوقطبی نامیده می شود و بردار شانه دوقطبی است. اگر اختلاف نسبت به فاصله دوقطبی تا نقطه نگهبانی بسیار ناچیز باشد، آن دوقطبی را دوقطبی نقطه می نامند.

میدان الکتریکی یک دوقطبی نقطه الکتریکی قابل محاسبه است. قطعات دوقطبی نقطه ای هستند، سپس در محدوده دقت، شکست هر نقطه از دوقطبی بازیابی می شود. rتا حد احتیاط نکته احتیاط را رها کنید آروی محور کشیده شده دوقطبی دراز بکشید (شکل 1.13). مشابه اصل برهم نهی برای بردار کشش، قدرت میدان الکتریکی در این نقطه یکسان خواهد بود

با آنها گفته شد، scho،.

به صورت برداری

جایی که i - شدت میدان های مختل شده توسط بارهای نقطه ای -qі + q. از شکل 1.14 می توان دریافت که بردار ضد حسادت بردار است و مدول آن برای یک دوقطبی نقطه ای برابر است با

اینجا چیده شده است، درست مثل دوران وحشی.

در فرم برداری، ویروس باقی مانده به این ترتیب بازنویسی می شود

نه obov'yazkovo، فقط عمود است ATعبور از مرکز یک دوقطبی نقطه. اگر فردی که قبول می کنید فرمول را گم کرده باشد دیگر صحیح نخواهد بود و اگر نکته این باشد در بارهبه عنوان یک نقطه دوقطبی پذیرفته شده است.

سقوط نهایی به دور بعدی سقوط کاهش می یابد (شکل 1.15). با شارژ + مجاز است qعمود بر سی دیبه خط نگهبانی VA. بگذارید آن را سر اصل مطلب بگذاریم Dشارژر دو نقطه ای + qі -q. فیلدها را تغییر ندهید. بار دیگر، مجموع چهار بار را می توان به عنوان مجموع دو دوقطبی با گشتاورهای دوقطبی i مشاهده کرد. دوقطبی های ما را می توان با مجموع هندسی دوقطبی i جایگزین کرد. پس از متراکم شدن به دوقطبی و حذف زودتر، فرمول های تنش بر روی محور گسترش یافته دوقطبی و بر روی عمود بر محور دوقطبی مشابه اصل برهم نهی است:

با وسواس به چی نگاه میکنم:

اینجا vikoristano، scho.

به این ترتیب، مشخصه میدان الکتریکی دوقطبی این است که در همه جهات به طور متناسب کاهش می یابد، به طوری که میدان بار نقطه ای کاهش می یابد.

اکنون به نیروهایی که بر روی یک دوقطبی در میدان الکتریکی تأثیر می‌گذارند نگاه می‌کنیم. در یک فیلد شارژ تک + qі -qتحت تأثیر نیروهایی برابر با بزرگی و مساوی مستقیم ظاهر می شوند (شکل 1.16). لحظه جفت نیرو به صورت زیر خواهد بود:

لحظه ای که کل دوقطبی را به یک موقعیت خط مستقیم، یعنی در جهت بردار تبدیل می کند. دو موقعیت دوقطبی برابر وجود دارد: زمانی که دوقطبی با میدان الکتریکی موازی است و زمانی که ضد برابر میدان الکتریکی است. موقعیت اول پایدار خواهد بود، اما حالت دیگر پایدار نخواهد بود، به طوری که در فاز اول با یک دوقطبی کم جابجایی از موقعیت، لحظه ای از جفت نیرو که نتواند در موقعیت خروج بچرخد، در فاز دیگر لحظه از دوقطبی هنوز قرار دارد.

قضیه گاوس

همانطور که در بالا گفته شد، خطوط برق با چنان چگالی کشیده شده اند که تعداد خطوطی که یک سطح را عمود بر خط میدان سوراخ می کنند، همان مدول بردار باشد. سپس، از روی تصویر کشش خط، می توان نه تنها جهت، بلکه اندازه بردار را نیز قضاوت کرد. در نقاط مختلففضا.

بیایید نگاهی به خطوط برق یک بار نقطه مثبت غیرقابل تخریب بیندازیم. بوها خطوط مستقیم شعاعی هستند که از شارژ خارج شده و به تداوم ختم می شوند. انجام خواهد شد نچنین خطوطی تودی در جاده rمسئول، تعداد خطوط نیرویی است که یک واحد از سطح کره شعاع را حرکت می دهند r، دوریونیوواتایم. این مقدار متناسب با شدت میدان بار نقطه ای در ایستگاه است rعدد نهمیشه می توانید یکی را انتخاب کنید تا حسادت تمام شود

ستاره ها. قطعات خطوط نیرو پیوسته هستند، سپس همان تعداد خطوط نیرو بر روی سطح بسته از هر شکلی که بار را می سوزاند جریان می یابد. qمهم است که بار خط نیرو را برای ورود به این سطح بسته یا خروج از آن مشخص کنید. اگر تعداد خطوط خروجی مثبت و تعداد خطوط ورودی منفی در نظر گرفته شود، می توانید علامت مدول را حذف کرده و بنویسید:

جریان بردار تنش.اجازه دهید یک سکوی ابتدایی را در میدان الکتریکی قرار دهیم که صاف است. منطقه باید کوچک باشد تا قدرت میدان الکتریکی در همه نقاط در یک سطح حفظ شود. بیایید یک نرمال به میدان رسم کنیم (شکل 1.17). به طور مستقیم این نرمال بسیار انتخاب شده است. نرمال روی بردار تنظیم شده است. جریان بردار شدت میدان الکتریکی از طریق سطح مرئی را سطح جامد بر روی بردار شدت میدان الکتریکی بر روی نرمال به میدان می گویند:

de - طرح بردار بر روی حالت عادی به میدان.

بسته به تعداد خطوط نیرو که در یک ناحیه نفوذ می کنند، مدول بردار تنش در مجاورت محل قابل مشاهده، سپس جریان بردار کشش از طریق سطح، متناسب با تعداد خطوط نیرویی است که از آن سطح عبور می کنند. بنابراین، در یک مفهوم رسمی، جریان بردار قدرت میدان از طریق منطقه را می توان به عنوان مقداری برابر با تعداد خطوط میدانی که در این منطقه نفوذ می کند تفسیر کرد:

توجه به این نکته مهم است که اگر مستقیماً ذهن خود را عادی سازی کنید، می توانید آن را در جهت دیگری نیز هدایت کنید. همچنین، جریان یک کمیت جبری است: علامت جریان نه تنها در پیکربندی میدان، بلکه در جهت گیری متقابل بردار نرمال و بردار تنش نهفته است. همانطور که این دو بردار یک حالت خصمانه، یک جریان مثبت و یک بردار - یک حالت منفی ایجاد می کنند. هرگاه یک سطح بسته دارای یک نرمال باشد، به اصطلاح گالوسی که سطح را می پوشاند، سپس نرمال بیرونی را انتخاب کنید.

اگر میدان غیر یکنواخت و سطح کافی باشد، دبی به صورت زیر محاسبه می شود. کل سطح باید به عناصر مسطح کوچک تقسیم شود، تنش جریان از طریق پوست را از این عناصر محاسبه کنید، و سپس جریان ها را از طریق همه عناصر جمع کنید:

بنابراین، شدت میدان، میدان الکتریکی در فضا را مشخص می کند. جریان کشش به مقدار قدرت میدان در یک نقطه معین نیست، بلکه در توزیع میدان در امتداد سطح این ناحیه و سایر مناطق است.

خطوط میدان الکتریکی فقط می توانند با بارهای مثبت شروع و با بارهای منفی خاتمه دهند. بوی تعفن نمی تواند شروع شود یا در فضا ناپدید شود. از آنجایی که هیچ بار الکتریکی در وسط مدار بسته وجود ندارد، تعداد خطوطی که وارد مدار می شوند و از آن خارج می شوند ممکن است برابر با صفر باشد. به محض اینکه بیش از یک خط بیرون می رویم و وارد چیز جدیدی می شویم، وسط تعهد یک بار مثبت وجود دارد. اگر خط بیشتر وارد شود، خط کمتر خارج می شود، پس بار منفی وسط مقصر است. در صورت توزیع مساوی جریان، بار در وسط صفر است یا اگر بار الکتریکی در بار جدید وجود داشته باشد، خطوط میدان درست از آن عبور می کنند و جریان بعدی برابر با صفر است.

این تجارت ساده به دلیل بار الکتریکی توزیع در وسط اتاق دروغ نیست. می تواند در مرکز قاب یا نزدیک سطحی که قاب را احاطه کرده است قرار گیرد. در یک رابطه ممکن است تعدادی بار مثبت و منفی وجود داشته باشد که به هر شکلی توزیع شده اند. فقط شارژ کل تعداد ورودی ها و خروجی های ولتاژ خط را تعیین می کند.

همانطور که از (1.4) و (1.5) مشاهده می شود، جریان بردار شدت میدان الکتریکی از طریق یک سطح نسبتا بسته که بار را خنک می کند. q،گران تر وسط سطح چیست؟ nبارها، سپس طبق اصل برهم نهی میدان، جریان جدید از جریان های شدت میدان همه بارها تشکیل شده و برابر خواهد بود، در این صورت بستگی به مجموع جبر همه بارها، حدود مدفون شدن آنها با یک سطح بسته

قضیه گاوس. گاوسما اولین کسی بودیم که این حقیقت ساده را آشکار کردیم که جریان بردار شدت میدان الکتریکی از یک سطح نسبتاً بسته به دلیل ارتباط با بار اضافی است که در وسط آن قرار دارد.

برای درک مکانیسم رفتار دی الکتریک ها در یک میدان در سطح میکروسکوپی، ابتدا باید توضیح دهیم که چگونه یک سیستم خنثی الکتریکی می تواند به یک میدان الکتریکی خارجی پاسخ دهد. ساده ترین سقوط - تمام وقتاتهامات - ما را اذیت نکنید. ما می دانیم که در دی الکتریک بارهای الکتریکی وجود دارد - در ذخیره اتم ها، مولکول ها، یون های شبکه کریستالی و غیره. بنابراین، ما سادگی طراحی سیستم خنثی الکتریکی را در نظر خواهیم گرفت - دو عدد از نظر اندازه و طول یکسان در پشت آنها. علامت شارژ نقطه ای + qі - qدر حومه چه چیزی پیدا کنیم لیک نوع یکی این سیستم نامیده می شود دوقطبی الکتریکی.

کم اهمیت 3.6. دوقطبی الکتریکی

خطوط قدرت میدان الکتریکی و سطوح هم پتانسیل دوقطبی الکتریکی همانطور که هستند ظاهر می شوند (شکل 3.7، 3.8، 3.9).

کم اهمیت 3.7. خطوط شدت میدان الکتریکی یک دوقطبی الکتریکی

کم اهمیت 3.8. سطوح هم پتانسیل یک دوقطبی الکتریکی

کم اهمیت 3.9. خطوط قدرت میدان الکتریکی و سطوح هم پتانسیل

مشخصه اصلی دوقطبی است. بردار را وارد کنید لصاف شدن در اثر بار منفی (- q) به مثبت (+ q)، وکتور تودی آر ، عناوین لحظه دوقطبی الکتریکییا فقط لحظه دوقطبی، نشان داده شده است

بیایید به رفتار یک دوقطبی "سخت" - به طوری که موقعیت آن تغییر نکند - در یک میدان خارجی نگاه کنیم. E (شکل 3.10).

کم اهمیت 3.10. نیرویی که بر دوقطبی الکتریکی که در زیر میدان خارجی قرار می گیرد، وارد می شود

بگذارید گشتاور دوقطبی مستقیماً با بردار جمع شود E kut. بار مثبت دوقطبی نیرویی است که مستقیماً از آن جاری می شود E و برابر اف 1 = +q E ، و در سمت منفی - مستقیم و مستقیم اف 2 = –q E . لحظه ای که این جفت نیرو را در بر می گیرد کهن است

پس یاک ql = آر، آن م = دوبارهگناه یا به صورت برداری

(می توانم حدس بزنم نماد چیست

به معنای وکتور ویتویربردارها آ і ب .) بنابراین، با یک گشتاور دوقطبی بدون تغییر مولکول ()، گشتاور مکانیکی که بر روی آن اثر می کند، متناسب با تنش است. E میدان الکتریکی خارجی و بین بردارها قرار دارد آر і E .

تحت لحظه قدرت فعلی مدوقطبی می چرخد ​​و باعث روشن شدن ربات می شود

به منظور افزایش انرژی بالقوه شما ستاره ها را می توان حذف کرد انرژی پتانسیل یک دوقطبی در میدان الکتریکی

اگر const = 0 قرار دهید.

از کوچولو می بینید که میدان الکتریکی خارجی نباید چرخانده شود تا دوقطبی بردار گشتاور الکتریکی باشد. آر مستقیم به سمت بردار دوید E . در این مورد، و بنابراین، і М = 0. از سوی دیگر، با انرژی پتانسیل دوقطبی در میدان خارجی، مقادیر حداقلی را به خود می گیرد، که موقعیت را تأیید می کند. مداوم rivnovagy. هنگامی که دوقطبی از موقعیت خود خارج می شود، یک گشتاور مکانیکی دوباره ایجاد می شود که دوقطبی را در موقعیت بلال می چرخاند. اگر ممان دوقطبی یکسوسازی در مقابل میدان باشد، موقعیت متفاوت است є ناپایدار. انرژی پتانسیل در این شرایط حداکثر مقادیر را به خود می گیرد و با تغییرات جزئی در این وضعیت، نیروها دوقطبی را نمی چرخانند و حتی بیشتر آن را تضعیف می کنند.

در شکل نشانه‌های 3.11 شواهدی هستند که تأثیر گشتاور نیروهای الکتریکی را نشان می‌دهند که بر دی الکتریک در میدان الکتریکی تأثیر می‌گذارند. هنگامی که جرقه دی الکتریک در زیر سطح به سمت خطوط نیروی میدان الکترواستاتیک رشد می کند، لحظه ای نیرو وجود دارد که این جرقه میدان را شعله ور می کند. یک چوب دی الکتریک، که از وسط یک خازن تخت آویزان شده است، پس از اعمال ولتاژ بالا از یک دستگاه الکترواستاتیک به صفحات آن، عمود بر صفحات آن شعله ور می شود. ظاهر گشتاور به دلیل برهمکنش میله های پلاریزه شده با میدان الکتریکی خازن است.

کم اهمیت 3.11. گشتاور نیروهای الکتریکی که بر دی الکتریک در میدان الکتریکی اثر می کند

هرگاه میدان ناهمگن مشاهده شود، دوقطبی مشابه نیروی برابری خواهد داشت اف پاون، یاکا پرگنه یوگو نابود کردن. بیایید نگاهی به این قسمت ناگوار در اینجا بیاندازیم. بیایید همه زمینه ها را هدایت کنیم E . بگذارید دوقطبی تحت عمل میدان قبلاً در امتداد خط نیرو چرخیده باشد، به طوری که بار منفی در نقطه مختصات قرار گیرد. ایکس، و بار مثبت چرخش دقیقاً با مختصات ایکس +ل. واضح است که بزرگی قدرت میدان در مختصات نهفته است ایکس. این همان قدرت است اف برابر با قدیم

همین نتیجه می تواند از یک رابطه طلاق گرفته شود.

انرژی P در (3.8) داده شده است. yakscho E با رشد افزایش می یابد ایکس، آن

و طرح نیروی مساوی مثبت است. این بدان معنی است که دوقطبی به ناحیه ای کشیده می شود که قدرت میدان بیشتر است. این توضیح می‌دهد که وقتی تکه‌های کاغذ خنثی به سمت یک شانه برق‌دار جذب می‌شوند، رخ می‌دهد. در یک خازن تخت با یک میدان، بوی تعفن غیر قابل تخریب خواهد بود.

بیایید نگاهی به تعدادی از مطالعاتی بیندازیم که قدرت یک دی الکتریک را در یک میدان الکتریکی غیریکنواخت نشان می دهد.

در شکل شکل 3.12 دی الکتریک کشیده شده به فضای بین صفحات یک خازن تخت را نشان می دهد. یک میدان الکترواستاتیک غیریکنواخت نیرویی بر دی الکتریک وارد می کند که آن را به ناحیه میدان قوی می کشد.

کم اهمیت 3.12. ترسیم دی الکتریک کمیاب به خازن صفحه تخت

این با کمک یک قاضی روشن بین نشان داده می شود، که در آن یک خازن صفحه تخت قرار داده می شود و مقدار کمی دی الکتریک کمیاب در گاز ریخته می شود (شکل 3.13). خازن به منبع تغذیه ولتاژ بالا - دستگاه الکترواستاتیک متصل می شود. هنگامی که روی لبه پایین خازن، در ناحیه میدان غیر یکنواخت کار می شود، نیرویی که آن را به فضای بین صفحات می کشد، خاموش می شود. بنابراین برای کاهش گاز در وسط کندانسور، یک سطح بالاتر و پایین تر نصب می شود. پس از خاموش کردن میدان، سطح گاز بین صفحات به همان سطح در ظرف کاهش می یابد.

کم اهمیت 3.13. کشیدن گاز به فضای بین صفحات یک خازن صفحه تخت

در رودخانه‌های واقعی، دوقطبی‌ها به ندرت به هم نزدیک می‌شوند و تنها توسط دو بار ایجاد می‌شوند. ما را در سمت راست با سیستم های تاشو بیشتر ببینید. درک ممان دوقطبی الکتریکی را می توان برای سیستم هایی با بارهای زیاد به کار برد. در این حالت، ممان دوقطبی به عنوان تعیین می شود

د، - بزرگی بار با عدد منو بردار شعاع، که به معنای این مکان گسترش است، بدیهی است. یکی دو تا شارژ داره ما به Kołšny Wisłowie می رسیم

بگذارید سیستم شارژ ما از نظر الکتریکی خنثی باشد. دارای بارهای مثبت است که مقدار آن با شاخص "+" مشخص شده است. شاخص "-" مقادیر مطلق بارهای منفی و بردارهای شعاع آنها را تضمین می کند. تودی ویراز (3.10) را می توان به شکل یادداشت کرد

در (3.11) در جمع اول، جمع برای همه بارهای مثبت و در دیگری برای همه بارهای منفی سیستم انجام می شود.

ویروس‌ها (3.13) مشابه فرمول‌های مرکز جرم در مکانیک هستند، بنابراین ما آنها را مراکز بارهای مثبت و منفی نامیدیم. با این نمادها و با روابط (3.12) می نویسیم لحظه دوقطبی الکتریکی(3.11) سیستم های شارژبینش، بصیرت، درون بینی

de ل بردار، حامل بارهای منفی از مرکز به مرکز بارهای مثبت. حس ما به درستی در اثبات این نهفته است که حتی اگر یک سیستم بارهای خنثی الکتریکی وجود داشته باشد، می توان یک دوقطبی معادل را تشخیص داد.