|
|
|
Momentul electric
Este
o marime primitiva, notata cu 
, ce descrie global asa-numita stare de
polarizare a corpurilor mici.
Polarizarea electrica. Experienta arata ca, intotdeauna, corpurile neutre (cu sarcina neutra q=0) sunt atrase de corpurile electrizate imobile, iar -in aceasta situatie- corpul cu sarcina electrica globala nula exercita forte asupra unui corp de proba electric. Rezulta de aici ca in corpurile neutre introduse in campul electric produs de corpul electrizat imobil apare o noua stare electrica, specifica; aceasta stare se numeste polarizare electrica temporara (temporar in sensul ca indepartat de corpul electrizat imobil, corpul neutru nu mai exercita forte asupra corpurilor de proba din apropierea lui).
Se constata ca prin polarizare electrica,
corpul cu sarcina globala nula (neutru) se electrizeaza
totusi, insa local, cu sarcini electrice - numite sarcini
electrice de polarizatie, -Q si +Q, egale si
de semn contrar astfel ca sarcina globala a corpului 
corpul - global, pe
"ansamblul" sau ramanand tot
timpul neutru. In aceasta situatie, asupra corpului polarizat se exercita
un cuplu de forte (
si 
), asa ca in figura 1.5, care au un moment 
; daca in jurul corpului electrizat imobil campul
electric pe care il produce este neuniform, atunci 
.
Polarizarea electrica este, asa cum rezulta din figura 1.5, o stare de electrizare "suplimentara" a corpurilor. In principiu, toate corpurile se pot polariza electric, unele insa foarte slab (imperceptibil), iar altele foarte pronuntat, caz in care ele sunt din anumite materiale izolante ce se numesc dielectrice. Corpurile metalice sunt practic nepolarizabile (din acest motiv, corpurile de proba se considera metalic - v. § 1.1.2, pentru a evidentia/explora numai fenomenele strict electrice).
Exista insa corpuri la care starea de polarizare nu depinde numai de introducerea lui intr-un camp electric. De exemplu, prin comprimarea sau intinderea unui cristal piezoelectric (din cuart, turmalina s.a.) apare o stare de polarizare ce depinde si de o axa privilegiata, denumita axa electrica. Aceasta stare se numeste polarizare electrica permanenta.
Starea de polarizare electrica este o stare suplimentara celei de electrizare (ca, de exemplu, cea de frecare). De aceea, corpurile pot avea si sarcina electrica si pot fi, in acelasi timp, si polarizate (temporar sau/si permanent).
Momentul electric - marime primitiva a
starii de polarizare a corpurilor Pentru introducerea unei marimi fizice care sa
descrie starea de polarizare electrica, se folosesc -si pe baza
experientei redata schematic in figura 1.5- notiunile de
sarcina electrica de polarizare (despre care s-a pomenit ceva mai
inainte), care se mai numeste si sarcina dipolara,
si dipol electric (fig. 1.6).
Plecand
de la faptul ca un corp polarizat este un corp neutru la care s-a realizat
(in camp electric sau permanent) o distributie polara (o polarizare)
a sarcinii electrice -Q si +Q, cu 
(v. fig. 1.5),
corpul poate fi reprezentat printr-un model grafic numit dipol electric, ca un
ansamblu format de doua sarcini electrice (Q), egale si de
semn contrar, situate la o distanta foarte mica una de alta 
, orientate de la sarcina -Q catre sarcina +Q
(fig. 1.6, a).
Se
consta, experimental, ca daca un corp neutru polarizat (ca cel
din figura 1.5) este divizat in alte doua corpuri, ele raman tot
neutre din punct de vedere al sarcinii electrice insa -introduse sau
ramase dupa divizare- in camp electric fiecare corp in parte este
polarizat si poate fi asemuit cu un dipol electric. Continuand divizarea,
aceasta situatie se repeta, teoretic la infinit (fig. 1.6, b),
si fiecare mic dipol electric in parte va fi supus unui cuplu de
forte 
si (eventual, in
camp electric neuniform) unei forte 
. Se constata ca se pot exprima, momentul cuplului
de forte 
si forta in functie de un
vector, care se noteaza cu , caruia i s-a dat denumirea de moment electric,
fiind introdus -ca marime primitiva- prin definitia:
, (1.11)
in care limita 
implica, pentru
ca sa fie finit,
trecerea simultana si la limita 
, in acest fel marimea "moment electric" descriind
global starea de polimerizare electrica pentru corpurile mici, oricat de
mici ar fi acestea, chiar si elementare (dipolul electric elementar).
Mai
tarziu (v. cap. 3) se va arata ca efectele mecanice (moment si
forta ) care se produc asupra unui mic corp polarizat electric
(dipol electric), ce are momentul electric si care este
introdus intr-un camp electromagnetic in vid, se determina cu expresiile: 
si 
unde 
este vectorul
intensitatii campului electric in vid (v. § 1.2.2) si care presupun ca p = const.
In
principiu, un corp dielectric se poate polariza electric atat in mod temporar
cat si permanent, definindu-se pentru fiecare situatie in parte, cu
expresia (1.11) - un moment electric permanent 
si un moment
electric temporar 
atunci, momentul
electric (numit total) al micului corp polarizat electric este dat de insumarea
vectoriala:
. (1.12)
In
acest fel, sarcina electrica q si momentul electric 
, descriu (determina) complet starea de electrizare a
corpurilor.
Unitatea de masura a momentului electric. In Sistemul International (SI) unitatea de
masura a momentului este, conform
definitiei (1.11): coulomb metru, cu simbolul Cm, iar dimensiunile
momentului electric sunt:
[p]=[Q] [L] (1.13)
