Calcolatore di dipolo elettrico

Un dipolo elettrico è una coppia di cariche uguali e opposte riassunta in un solo vettore: il momento di dipolo elettrico p, misurato in coulomb-metro. Sulla linea assiale di un dipolo ideale il campo elettrico decade come uno su r al cubo e il potenziale elettrico decade come uno su r al quadrato, entrambi scalati dalla costante di Coulomb k. Questo calcolatore prende quel momento di dipolo e la distanza assiale dal centro del dipolo, poi restituisce o l'intensità di campo assiale in newton per coulomb o il potenziale assiale in volt.

Che cos'è un dipolo elettrico assiale e come si calcolano E e V

Un dipolo elettrico è il multipolo elettrostatico più semplice dopo una carica puntiforme: due cariche uguali e opposte di grandezza q separate da un vettore di lunghezza l, riassunte dal momento di dipolo p uguale a q per l, in coulomb-metro.

Sulla linea assiale di un dipolo ideale, o nel limite di campo lontano in cui la distanza di osservazione r è molto maggiore della separazione delle cariche, il campo elettrico punta lungo l'asse e ha grandezza E uguale a due k p su r al cubo, mentre il potenziale elettrico rispetto all'infinito è V uguale a k p su r al quadrato.

Qui k è la costante di Coulomb, circa otto virgola nove otto sette sei volte dieci alla nove newton metro quadro per coulomb quadro, la stessa costante usata per il campo di una carica puntiforme. Il campo che decade come uno su r al cubo e il potenziale che decade come uno su r al quadrato sono le firme che distinguono un dipolo da un monopolio, il cui campo decade come uno su r al quadrato.

Il segno di p è conservato: un momento positivo rivolto verso il punto di osservazione produce un campo assiale positivo e un potenziale positivo; invertire il dipolo inverte entrambi i segni. Questo calcolatore valuta quelle due identità assiali a partire da p e r.

Non modella la linea equatoriale, dove il potenziale di un dipolo ideale è zero e il campo è meno k p su r al cubo, e non tiene una lunghezza finita di separazione delle cariche come terza voce, perché la richiesta è il problema assiale di campo lontano a due parametri. Un momento di dipolo nullo è ammesso e restituisce un campo nullo o un potenziale nullo.

La distanza, invece, deve essere strettamente maggiore di zero, perché entrambe le formule dividono per una potenza positiva di r e una coordinata assiale nulla o negativa non è un punto di osservazione fisico sull'asse del dipolo.

Dove un calcolatore di dipolo elettrico merita il suo posto

Le aule e le piattaforme di tutoraggio usano un calcolatore di dipolo elettrico affinché gli apprendisti verifichino E uguale a due k p su r al cubo e V uguale a k p su r al quadrato per coppie SI arbitrarie senza perdere una potenza di dieci su centimetri o nanocoulomb-metro. I quaderni molecolari e dei materiali convertono un momento di dipolo tabulato in un campo o un potenziale sull'asse a una distanza indicata quando abbozzano una prima stima elettrostatica prima di un calcolo di multipolo o quantistico completo.

Preferisca questa scheda quando Lei dispone già del momento di dipolo in coulomb-metro e desidera le formule assiali di campo lontano; se ha una sola carica puntiforme anziché un dipolo, usi un'identità di campo o potenziale di carica puntiforme, perché quelle decadono come uno su r al quadrato e uno su r. I punti equatoriali, la lunghezza finita del dipolo e i multipoli di ordine superiore restano fuori da questo contratto, quindi tratti il risultato come la baseline assiale classica e non come un'estrazione tridimensionale.

Una convalida fallita non consuma il saldo. Mantenga assi di centimetri d'aula e momenti di nanocoulomb-metro entro grandezze SI ordinarie, fissi il campo o il potenziale arrotondato nei test e otterrà aritmetica elettrostatica riproducibile per i compiti, i plugin LMS e i worker di bordo senza allestire un solutore di campo proprio.