Dipol elèctric: superposar dues càrregues oposades

1 · Prediu

Una càrrega positiva i una negativa igual seuen a distància fixa. Al punt mitjà entre totes dues, els seus camps es cancel·len o se sumen?

• Els camps es cancel·len exactament al punt mitjà.
• Els camps són perpendiculars entre si i no se sumen ni es cancel·len senzillament.
• Els camps se sumen: totes dues càrregues empenyen/estiren una càrrega de prova en la mateixa direcció al punt mitjà.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Dipol elèctric» i prem Restableix. Les càrregues són ±3 nC.
2. Activa la lectura d'intensitat de camp al punt mitjà.
3. Defineix la distància de mitja separació entre cada càrrega i el punt mitjà per a cada prova, i enregistra la intensitat de camp allà.

3 · Recull dades

Representa la intensitat de camp E (eix y) contra 1/s² (eix x) per a les tres proves.

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula E = 2kq/s² amb k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Compara-ho amb la taula.
2. Explica per què apareix el factor 2: al punt mitjà, el camp cap enfora de la càrrega positiva i el camp cap endins de la negativa apunten en la mateixa direcció, de manera que les magnituds se sumen en lloc de cancel·lar-se.

5 · Amplia

1. Lluny d'un dipol (distància molt més gran que la separació), el camp decau encara més de pressa que 1/r² — a prop d'1/r³ — perquè els camps de les dues càrregues gairebé es cancel·len. Explica per què una cancel·lació gairebé perfecta a gran distància faria el camp més feble que el d'una sola càrrega puntual.
2. Les molècules d'aigua es comporten com a petits dipols elèctrics (un costat lleugerament positiu, l'altre lleugerament negatiu). Explica per què aquesta naturalesa de dipol ajuda l'aigua a dissoldre compostos iònics com la sal.

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles