2014-02-13
14028
Рис. 13.6. Экранирование диполя в проводящей среде
В непроводящей среде электрический диполь может сохраняться сколь угодно долго. Но в проводящей среде под действием электрического поля диполя возникает смещение свободных зарядов, диполь экранируется и перестает существовать (рис. 13.6).
Для сохранения диполя в проводящей среде необходима электродвижущая сила. Пусть в проводящую среду (например, в сосуд с раствором электролита) введены два электрода, подключенные к источнику постоянного напряжения. Тогда на электродах будут поддерживаться постоянные заряды противоположных знаков, а в среде между электродами возникнет электрический ток. Положительный электрод называют истоком тока, а отрицательный - стоком тока.
Двухполюсная система в проводящей среде, состоящая из истока и стока тока, называется дипольным электрическим генератором или токовым диполем.
Расстояние между истоком и стоком тока (L) называется плечом токового диполя.
На рис. 13.7,а сплошными линиями со стрелками изображены линии тока, создаваемого дипольным электрическим генерато-
|
|
|
Рис. 13.7. Токовый диполь и его эквивалентная электрическая схема
ром, а пунктирными линиями - эквипотенциальные поверхности. Рядом (рис. 13.7, б) показана эквивалентная электрическая схема: R - сопротивление проводящей среды, в которой находятся электроды; r - внутреннее сопротивление источника, ε - его э.д.с.; положительный электрод (1) - исток тока; отрицательный электрод (2) - сток тока.
Обозначим сопротивление среды между электродами через R. Тогда сила тока определяется законом Ома:
Если сопротивление среды между электродами значительно меньше, чем внутреннее сопротивление источника, то I = ε/r.
Для того чтобы сделать картину более наглядной, представим себе, что в сосуд с электролитом опущены не два электрода, а обычный элемент питания. Линии электрического тока, возникшего в сосуде в этом случае, показаны на рис. 13.8.
Рис. 13.8. Токовый диполь и созданные им линии тока
Электрической характеристикой токового диполя является векторная величина, называемая дипольным моментом (РT).
Дипольный момент токового диполя - вектор, направленный от стока (-) к истоку (+) и численно равный произведению силы тока на плечо диполя:
Здесь ρ - удельное сопротивление среды. Геометрические характеристики такие же, как на рис. 13.2.
Таким образом, между токовым диполем и электрическим диполем существует полная аналогия.
Теория токового диполя применяется для модельного объяснения возникновения потенциалов, регистрируемых при снятии электрокардиограмм.
