Dipoli elektrik

Një sistem i përbërë nga dy ngarkesa elektrike punktuale të barabarta por me emra të kundërt, Q dhe -Q, e që gjenden në largësi të vogël të caktuar, d, quhet 'dipol elektrik. Ngarkesat e dipolit quhen pole.

Dipoli elektrik mbahet si tërësi nën veprimin e forcave të brendshme (forcave tërheqëse në mes të elektriciteteve të kundërta) në mes të ngarkesave elektrike.

Si krijohet dipoli elektrik ?

Materiet dielektrike janë ato materie atomet e të cilave përmbajnë elektrone të cilat janë të lidhura fort për bërthamë me anë të forcave të brendshme. Veprimi i fushës së jashtme elektrike bënë që ngarkesat pozitive të zhvendosen nga pozita ekuilibruese në kahun e vektorit të intensitetit të fushës elektrike E nën ndikim të forcave elektrike të fushës,

F+=QE

kurse ngarkesa negative zhvendoset nga pozita ekuilibruese në kahun e kundërt me fushën nën ndikim të forcës elektrike të fushës,

F- =QE

Si rezultat i këtij procesi do të lindë një dipol, kurse për atomin e dielektrikut thuhet së është polarizuar.

Fusha elektrostatike e dipolit elektrik

Krijimi i dipolit elektrik nën veprimin e fushës elektrike

Si cdo sistem tjetër i ngarkesave elektrike edhe dipoli elektrik e shkakton një fushë elektrike të caktuar. Nga ana tjetër, secila fushë eletrike tjetër, në të cilën vendoset dipoli eletrik, bënë veprim të caktuar mbi të. Si fusha elektrike e dipolit ashtu edhe veprimi i fushave të tjera të jashtme mbi të, varen nga polet e dipolit, largësia e tyre dhe pozita e dipolit në fushën elektrike.

Caktimi i fushës elektrostatike të dipolit elektrik mund të bëhet në disa mënyra. Mund të caktohet vektori i intensitetit të fushës elektrostatike të secilit pol e pastaj të zbatohet parimi i superpozicionit (superponimit) për ta caktuar vektorin e fushës elektrostatike rezultuese me anë të shumës vektoriale. Mënyrë tjetër është përmes shumës algjebrike të potencialeve të fushave që i shkaktojnë ngarkesat e poleve një nga një, e pastaj të caktohet intensiteti i fushës eletrike nga funksioni i potencialit.

Momenti elektrik i dipolit

Largësinë e poleve të dipolit me qëllim të përcaktimit të pozitës së tij, mund ta paraqesim me madhësinë vektoriale d, i cili e ka intensitetin të barabartë më largësinë e poleve, drejtimin e boshtit të dipolit (drejtëzës që kalon nëpër pole) kurse është i orientuar prej polit negativ kah ai pozitiv. Prodhimi i këtij vektori me ngarkesën e polit pozitiv :

p=Qd

quhet momenti elektrik i dipolit dhe kahja e tij orientohet prej ngarkesës negative në ngarkesën pozitive.

Momenti mekanik i dipolit

Kur dipoli elektrik të vendoset në fushën elektrike, në të dy polet e tij do të veproj fusha me forca F₁ dhe F₂ të cilat kanë intensitete të barabarta, drejtime të njëjta, por kahje të kundërta. Në qoftë se boshti i dipolit e mbyllë një kënd të caktuar α me drejtimin e vijave të fushën eletrike, forcat F₁ dhe F₂ formjnë një palë forcash të cilat bëjnë që dipoli të rrotullohet derisa ky kënd të mos jetë zero ose π. Momenti mekanik i palës së këtyre forcave e ka intensitetin :

M=F₁h = QEdsinα=pEsinα.

Nga fakti se momenti mekanik është madhësi vektoriale kemi :

M=pxE.

Veprimi i fushës elektrike e ka për tendencë ta vë dipolin në drejtim të vijave të fushës apo t’i shkëpusë forcat e brendshme të dipolit. Shkëputja e forcave të brendshme ndodhë nën ndikim të fushës me intensitet mjaft të madh, kështu polet e dipolit paraqiten si ngarkesa të lira të elektricitetit.

Baraspesha e dipolit në fushën elektrike homogjene

Rrotullimi i dipolit nën veprimin e momentit mekanik

Rrotullimi i dipolit nën ndikimin e momentit mekanik do të vazhdoj derisa këndi që formojnë kahjet e vektorit p dhe E të jetë zero ose π. Kur këndi α është zero dhe dipoli i shtangur, fusha elektrike nuk bënë më kurrfarë ndikimi mbi të. Kjo pozitë e baraspeshës quhet stabile sepse po që se dipolin e nxjerrim pak nga kjo baraspeshë ai prap këthehet në pozitën e njëjtë. Ndërsa, kur këndi α është π, dipoli prap është në baraspeshë por kjo baraspeshë është labile sepse po që se dipoli nxjerret pak nga kjo pozitë paraqitet momenti mekanik i cili e rrotullon dipolin derisa e vendosë në baraspeshën stabile α=0.

Referime

Nexhat Orana. Bazat e elektroteknikës 1. Fakulteti elektroteknik në Prishtinë (1994). {{cite book}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
Alajdin Abazi, Jusuf Krasniqi. Materialet elektroteknike. Universiteti i Prishtinës (1997) Second edition. {{cite book}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
Fawwaz T. Ulaby, Peason (2010). Fundamentals of applied electromagnetics (në anglisht). Prentice Hall, New Jersey, 2007.