Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Fysik

Du drejer en elektrisk dipolende for i et ensartet felt. Hvordan afhænger det arbejde, du udfører, af initial orientering af med hensyn til felt?

Lad størrelsen af ​​dipolmomentet være \(p\),den ensartede feltstørrelse være \(E\), og vinklen mellem \(\overrightarrow{p}\) og \(\overrightarrow{E}\) ved evt. instant være \(\theta\).

Når du roterer dipolen gennem en uendelig lille vinkel \(d\theta\), udfører du en mængde arbejde

$$dW=(\overrightarrow{p}\cdot\overrightarrow{E})sin\theta d\theta=pEsin\theta d\theta$$

I en endelig rotation fra vinkel \(\theta_1\) til vinkel \(\theta_2\), er det udførte arbejde:

$$W=\int_{\theta_1}^{\theta_2}dW=pE\int_{\theta_1}^{\theta_2}sin\theta d\theta=pE(cos\theta_1+cos\theta_2)$$

I ovenstående ligning er \(\theta_1\) startvinklen og \(\theta_2\) er dipolens endelige vinkel i forhold til feltretningen.

For kun at få \(W\) i form af initial orientering, erstatter vi \(\theta_2=\pi-\theta_1\) i ovenstående ligning. Derfor

$$W=-2pEcos\theta_1$$

$$W\propto cos\theta_1$$

Denne ligning indebærer, at arbejdet er maksimalt, når dipolen initialt er antiparallel med feltet og nul, hvis den initialt er parallel.

Varme artikler