Un dipôle est un système neutre composé de deux parties de charges opposées. Par exemple, une molécule d’eau est neutre dans son ensemble, mais l’une de ses extrémités est chargée positivement tandis que l’autre est chargée négativement. Un tel objet peut influencer d’autres objets chargés par des forces électromagnétiques. Le moment dipolaire d’un dipôle est une quantité vectorielle décrivant la force de cette influence. Sa taille est égale à l’amplitude de chaque charge, multipliée par la distance entre les systèmes des deux parties.
La force de la force exercée par un dipôle sur une particule distante peut être approchée en utilisant l’équation F=2*pkq/r3. Ici, p est le moment dipolaire, k est la constante de Coulomb, q est la taille de la charge nette sur la particule distante et r est la séparation entre le centre du dipôle et la particule distante. Cette approximation est presque parfaite sur l’axe longitudinal du système tant que r est significativement plus grand que la séparation entre les deux composants du dipôle. Pour les particules éloignées de cet axe, l’approximation surestime la force jusqu’à un facteur 2.
La théorie de la relativité d’Einstein relie les forces électriques aux forces magnétiques. Le champ magnétique d’un barreau magnétique peut être approximé par un dipôle de charges magnétiques, l’une près du pôle nord de l’aimant, l’autre près du pôle sud. Un tel assemblage est appelé un dipôle magnétique et l’influence qu’il exerce sur une charge distante se déplaçant perpendiculairement au champ peut être approchée comme 2*μqs/r3, où est le moment dipolaire magnétique et s est la vitesse.
Un courant électrique se déplaçant dans un fil circulaire génère un champ magnétique similaire à celui d’un aimant à barrette courte. Le moment dipolaire magnétique d’un tel fil a une magnitude I*A, où I est le courant du fil et A est la zone qu’il trace dans l’espace. Au niveau atomique, le magnétisme est souvent considéré comme résultant du mouvement des électrons le long de trajectoires courbes. La taille du moment dipolaire magnétique pour une telle particule est égale à q*s/(2r), où q est la taille de la charge, s est la vitesse de la particule et r est le rayon du chemin.
En plus de quantifier la force d’un dipôle sur des particules chargées distantes, le moment dipolaire est utile pour déterminer la force qu’un champ externe exerce sur un dipôle. Par exemple, un four à micro-ondes crée des champs électriques variables et de courte durée. Ces champs font tourner les molécules d’eau, qui sont des dipôles électriques. Ce mouvement de rotation entraîne une augmentation de la température, qui cuit les aliments. Le couple maximal exercé sur un dipôle par un champ externe est simplement le produit du moment dipolaire et de l’intensité du champ.