Диполь в неоднородном электрическом поле

Рис. 8

При внесении диполя во внешнее, неоднородное электрическое поле на него, кроме вращающего момента, действует добавочная сила, вызванная градиентом напряженности поля.

Рассмотрим случай, когда градиент напряженности внешнего поля происходит вдоль направления оси Х (рис. 8). Согласно рис. 8 на отрицательный заряд диполя действует большая сила, чем на положительный.

Действительно,

F₁ > F₂;

F₁ = qE₁;

F₂ = qE₂;

F₁ - F₂ = DF;

Е₁ - Е₂ = DЕ

или

DF = qDЕ.

Из-за градиента напряженности поля на отрезке Dх = сosa

.

Тогда добавочная сила

. (23)

При a< 90^о, F_x = DF > 0.

Под действием этой силы диполь втягивается в область более сильного поля.

При a > 90^о, F_x < 0 диполь выталкивается в область слабого поля.

Наличие добавочной силы при внесении диполя во внешнее электрическое поле используется в электрических фильтрах, между электродами которого создается сильное неоднородное электрическое поле.

Эти фильтры устанавливаются в заводских трубах для сбора частиц пыли и газа при выбросах дыма в атмосферу, что ослабляет вредное воздействие на окружающую среду в районе завода.

Притяжение мелких кусочков бумаги к наэлектризованной стеклянной или эбонитовой палочке также объясняется наличием добавочной силы в неоднородном электростатическом поле, созданного заряженной палочкой.

Замечание: системы из зарядов, имеющих несколько полюсов, называются мультиполями, например, квадруполь, октуполь и др.