Bayangkan satu cas positif dan satu cas negatif yang sama magnitud tetapi dipisahkan oleh jarak kecil. Sistem ini dipanggil dipol elektrik. Walaupun jumlah cas bersihnya sifar, taburan cas tidak seragam, jadi dipol menghasilkan medan elektrik tersendiri dan boleh bertindak balas terhadap medan elektrik luar.
Momen dipol mengukur pemisahan cas
Kekuatan dan orientasi dipol dihuraikan oleh momen dipol elektrik. Bagi dua cas yang sama magnitud tetapi berlawanan tanda, dengan q ialah magnitud setiap cas dan d ialah jarak pemisahan, magnitud momen dipol ialah p = qd. Arah p ditakrifkan dari cas negatif menuju cas positif, jadi p bertambah jika q lebih besar atau d lebih jauh. Dua sistem yang sama-sama neutral boleh mempunyai tindak balas elektrik berbeza jika momen dipolnya berbeza. Molekul air ialah contoh dipol kekal: hujung oksigennya sedikit lebih negatif dan hujung hidrogennya sedikit lebih positif, dengan momen dipol kira-kira 1.85 debye atau kira-kira 6.17 × 10⁻³⁰ C·m. Namun molekul air bukan dua cas titik yang literal. Nilai itu meringkaskan taburan cas sebenar yang berterusan kepada satu vektor momen dipol.
Medan elektrik seragam boleh memutarkan dipol
Dalam medan elektrik seragam, cas positif mengalami daya searah medan manakala cas negatif mengalami daya berlawanan arah. Jika dipol tidak sejajar dengan medan, kedua-dua daya itu sama magnitud tetapi bertindak pada lokasi berbeza. Hasilnya ialah tork yang cenderung memutarkan dipol sehingga momen dipol sejajar dengan medan. Dalam keadaan medan benar-benar seragam, daya bersih pada dipol ideal boleh menjadi sifar walaupun torknya tidak sifar.
Medan tidak seragam boleh menghasilkan daya bersih
Jika medan lebih kuat pada satu hujung berbanding hujung yang lain, daya pada kedua-dua cas tidak lagi seimbang sempurna. Dipol boleh mengalami daya bersih menuju atau menjauhi kawasan tertentu bergantung pada orientasi dan taburan medan. Prinsip ini menerangkan mengapa molekul polar boleh tertarik ke kawasan yang medan elektriknya lebih kuat, apabila dipolnya terarah selari dengan medan.
Medan luar juga boleh mengaruh dipol
Sesetengah atom atau molekul tidak mempunyai momen dipol kekal, tetapi awan elektronnya boleh berubah sedikit apabila medan elektrik luar dikenakan. Cas positif dan negatif efektif lalu beralih relatif antara satu sama lain, menghasilkan dipol teraruh. Kekuatan tindak balas ini bergantung pada kebolehkutuban sistem, iaitu betapa mudah taburan casnya berubah.
Apakah ciri asas dipol elektrik ideal?