Un dipôle est constitué d’une charge au point de coordonnées et d’une charge au point de coordonnées . On étudie le champ et le potentiel électriques en un point . On note , et , et l’angle entre et . On rappelle le gradient en coordonnées sphériques :
1/ Déterminer le potentiel créé par chacune des charges en fonction de et (potentiel nul à l’infini). En déduire le potentiel total du dipôle.
Une charge ponctuelle à la distance crée le potentiel . Par superposition :
2/ Dans l’approximation , montrer que
où l’on exprimera le moment dipolaire .
Loi des cosinus : , donc
De même avec (angle ) : . Ainsi
En posant , on a , d’où
3/ En déduire l’expression du champ électrique dans la même approximation.
ne dépend pas de . Donc