新しい科目が導入されるたびに、科学は生徒たちを驚かせ続ける奇妙な学問です。電荷はどこにでも見られる可能性があり、その存在によってさまざまな自然現象が発生する可能性があることは誰もが知っています.さらに、正電荷と負電荷はさまざまな形状とサイズで発生し、刺激フィールドにさらされるとそれぞれが固有の特性を示します。電気双極子または双極子としてよく知られている電気双極子の概念について聞いたことがありますか?正電荷と負電荷の両方を含むこの独特の電荷構成は、興味深い物理学の概念をもたらします。この投稿では、双極子とトルクの概念について詳しく説明します。より具体的には、電気双極子は、正と負の電荷の間に存在するギャップと考えることができます。
トルク
トルクは、軸を中心にアイテムを回転させる力であり、ニュートン メートル (Nm) で測定されます。力は線形運動学でアイテムを加速させますが、トルクは物体が運動平面に対してある角度で動いているときに物体を加速させるものです。
トルクはベクトル量です。トルク ベクトルの方向は、モーター シャフトの軸に作用する力の方向によって決まります。
ドアを手で開けたことがある人なら誰でも知っている「トルク」という言葉。誰かがドアを開けたいときは、ヒンジから最も遠い側のドアを押す必要があります。ヒンジに最も近い側を押すと、かなり大きな力が必要になります。どちらの状況でも労働力は同じであるという事実にもかかわらず (より大きな力はより短い距離で伝達されます)、人々は通常、より少ない力を使用することを好みます。そのため、ドア ハンドルは通常、ドアの内側に配置されます。 /P>
τ=rFsinθ
電気双極子
電荷は私たちの身の回りのいたるところに存在する可能性があり、この現象が真実であることを示す多くの例があります。最後に髪をタオルで包み、髪の毛を指でなぞったのはいつですか?この結果、髪の一部が櫛に引き寄せられることがわかります。この現象の主な原因は電荷です。このセクションでは、反対の電荷が互いに安全な距離に保たれている場合の振る舞いを解釈しようとします。静電気学では、これは電気双極子のアイデアとして知られており、理解すべき基本的な概念です。
電磁気学には、永久双極子と可逆双極子の 2 種類があります。電磁システムで見られる正電荷と負電荷の分離を扱う場合、電気双極子が使用されます。簡単にするために、大きさが同じで符号が反対の一対の電荷が短い距離 (通常は 1 メートル未満) 離れていると考えてください。
双極子モーメントとは?
これは本質的に、電気双極子の強度を正確に測定したものです。科学的および数学的な結論によると、双極子モーメントのサイズは、いずれかの電荷とそれらの分離距離 (d) の積に等しくなります。双極子モーメントは、方向が負から正のベクトル量であることに注意してください。等しく反対の電荷のペアの電気双極子モーメントは、p =qd として定義されます。ここで、p は電荷の大きさにそれらの間の距離を掛けたものです。
トルクとその計算
外部磁場にあるときに双極子が経験するトルクを決定するために、双極子が均一な外部磁場にさらされる場合を考えてみましょう。双極子は、磁場に対して垂直に保持されているときに最大トルクを経験します。
正味の力がゼロに等しいため、双極子が並進平衡にあることは簡単にわかります。一方、回転平衡は不明のままです。次のシナリオを考えてみましょう:双極子は静止位置に留まる可能性がありますが、特定の角速度で回転します。
実験的証拠を使用して、両方の静電力 (qE) が反時計回りの方向に伝達されるトルクとして動作することが実証されています。その結果、双極子が均一な外部電場に置かれると、回転し始めます。
結論
電気双極子は、正と負の両方の電荷を含む、独自の電荷構成です。ドアを手で開けたことがある人なら誰でも知っている「トルク」という言葉。トルクは、線形運動学でオブジェクトを加速させる力です。電磁気学には、永久双極子と可逆双極子の 2 種類があります。双極子とは、大きさが同じで符号が反対で、わずかな距離だけ離れた一対の電荷のことです。双極子モーメントのサイズは、いずれかの電荷とそれらの分離距離 (d) の積に等しくなります。双極子が均一な電場に置かれると、回転し始めます。両方の静電力 (qE) は、反時計回りの方向に伝達されるトルクとして作用します。
