Un dipolo è un sistema neutro composto da due parti con carica opposta. Ad esempio, una molecola d’acqua è neutra nel suo insieme, ma una delle sue estremità è caricata positivamente mentre l’altra è caricata negativamente. Un tale oggetto può influenzare altri oggetti carichi attraverso forze elettromagnetiche. Il momento di dipolo di un dipolo è una quantità vettoriale che descrive la forza di questa influenza. La sua dimensione è uguale alla grandezza di ciascuna carica, moltiplicata per la distanza tra le due parti del sistema.
L’intensità della forza esercitata da un dipolo su una particella distante può essere approssimata usando l’equazione F=2*pkq/r3. Qui, p è il momento di dipolo, k è la costante di Coulomb, q è la dimensione della carica netta sulla particella lontana e r è la separazione tra il centro del dipolo e la particella lontana. Questa approssimazione è quasi perfetta sull’asse longitudinale del sistema fintanto che r è significativamente maggiore della separazione tra le due componenti del dipolo. Per particelle lontane da questo asse, l’approssimazione sovrastima la forza di un fattore 2.
La teoria della relatività di Einstein collega le forze elettriche alle forze magnetiche. Il campo magnetico di un magnete a barra può essere approssimato da un dipolo di cariche magnetiche, uno vicino al polo nord del magnete, l’altro vicino al polo sud. Tale assemblaggio è chiamato dipolo magnetico e l’influenza che esercita su una carica lontana che si muove perpendicolarmente al campo può essere approssimata a 2*μqs/r3, dove μ è il momento del dipolo magnetico e s è la velocità.
Una corrente elettrica che si muove in un filo circolare genera un campo magnetico simile a quello di un magnete a barra corta. Il momento di dipolo magnetico di un tale filo ha ampiezza I*A, dove I è la corrente del filo e A è l’area che traccia nello spazio. A livello atomico, il magnetismo è spesso visto come derivante dal movimento degli elettroni lungo percorsi curvi. La dimensione del momento di dipolo magnetico per tale particella è uguale a q*s/(2r), dove q è la dimensione della carica, s è la velocità della particella e r è il raggio del percorso.
Oltre a quantificare la forza di un dipolo su particelle cariche distanti, il momento di dipolo è utile per determinare la forza che un campo esterno esercita su un dipolo. Ad esempio, un forno a microonde crea campi elettrici variabili di breve durata. Questi campi fanno ruotare le molecole d’acqua, che sono dipoli elettrici. Questo movimento di rotazione porta all’aumento della temperatura, che cuoce il cibo. La coppia massima esercitata su un dipolo da un campo esterno è semplicemente il prodotto del momento di dipolo e dell’intensità del campo.