بحث عن المجالات الكهربائية

يشار في الفيزياء إلى المجال الكهربي بأنه التأثير الناتج عن تواجد شحنة كهربية أو حتى مجال مغناطيسي متغير، وتتمثل قوته في التأثير على الأجسام المشحونة في هذا المجال. لقد تم اكتشاف هذه الظواهر الكهربية منذ عهد اليونان القديم، حيث لوحظ أن الأجسام تكتسب تأثيرا كهربيا عند تدليكها وتكتسب شحنات كهربية كثيرة. تم تصنيف هذه الأجسام على أنها مشحونة إيجابيا، ولكن ما هو المجال الكهربي وما هي خطوطه وخصائصه؟ سنتحدث عن ذلك في هذا البحث المثير.

ما هو اتجاه المجال الكهربي

من الممكن تحديد المجال الكهربائي باستخدام الحقيقة المؤكدة بأن القوة المتبادلة بين الشحنات الكهربائية المتشابهة هي قوة تنافر، مما يؤدي إلى ابتعاد الشحنات المتشابهة عن بعضها البعض، في حين تعرف الشحنات المختلفة بين بعضها بقوة التجاذب، وتتقارب من بعضها البعض بشكل تلقائي.

يمكننا تحديد المجال الكهربائي للشحنات باستخدام حقيقة اتجاه حركة الشحنة وشحنة الاختبار، وذلك عند وضعها في مجال كهربي معين، ويتم ذلك باستخدام النظر إلى اتجاه حركة الشحنة لتحديد المجال الكهربائي للشحنات.

تمتلك شحنة الاختبار قدرة صغيرة جدًا، وذلك لمنع تأثير مجال الشحنة على المجال المراد دراسته، وبالتالي فإن شحنة الاختبار تكون موجبة دائمًا.

ما هي خطوط المجال الكهربي

ان خطوط المجال الكهربي تلك تعرف على انها عبارة عن خطوط وهمية، تعمل على تمثيل المسار الذي سوف تسلكه شحنة الاختبار تلك، وتكون موضوعة ضمن حيز المجال لشحنة كهربية معينة، وأيضا اتجاهها وعددها، ولكنها مع ذلك فأنها تختلف باختلاف نوع الشحنة ومقدارها، بالإضافة الى بعد تلك النقطة المراد دراسة خطوط المجال لديها.

كما انه يتم تحديد اتجاه ذلك المجال الكهربي من خلال استخدام شحنة اختبار موجبة كما ذكرنا سابقا، ولكن يكون اتجاه المجال الكهربي للشحنة الموجبة تلك مبتعدا عن تلك الشحنة، وذلك يحدث لان القوة التي يتم تبادلها بين شحنة الاختبار الموجبة وأيضا الشحنة الموجبة الأخرى تعتبر قوة تنافر بين الشحنتين لانهما يحملان نفس النوع.

ما هي خصائص خطوط المجال الكهربي

هناك العديد من الخصائص المتعلقة بالخطوط الكهربائية، ومن بين هذه الخصائص الأهم هي.

تمثل خطوط المجال الكهربائي خطوطًا وهمية في الفضاء.

إذا وضعنا شحنة موجبة في المجال الكهربائي، فإنها ستتأثر بقوة كبيرة تؤدي إلى حركتها نحو المجال الكهربائي، وبالتالي تصبح على اتجاه خطوط المجال الكهربائي ذاته.

عادةً ما تتمتع خطوط المجال الكهربائي بشحنة موجبة خارجية وشحنة سالبة داخلية.

4- لا تتقاطع خطوط المجال الكهربائي بأي شكل من الأشكال، وإذا حدث تقاطع في خطوط المجال الكهربائي، فإن ذلك يعني وجود اتجاهين للمجال الكهربائي في نقطة التقاطع، ويتكون المجال الكهربائي في هذه النقطة من قيمتين، وهذا لا يمكن تصحيحه أبدًا.

5_ ان عدد الخطوط للمجال الكهربي تتناسب بشكل كبير مع مقدارها، حيث ان خطوط المجال تكون أكثف إذا كان المجال الكهربي اقوى، أي ان عدد خطوط المجال الكهربي والتي من الممكن ان تخترق سطحا ما، ستكون مع الوقت أكثر إذا كان المجال الكهربي فيها اقوى، ولكنها ستكون قليلة، أي ان خطوط المجال الكهربي ستكون متباعدة عن بعضها البعض في ذلك الوقت، وخاصة إذا كان المجال الكهربي ضعيف للغاية.

كلما اقتربنا من تلك الشحنة، زادت شدة المجال الكهربي، وبالتالي زادت كثافة خطوط المجال الكهربي، ولكن كلما ابتعدنا عن تلك الشحنة، تقل شدة المجال الكهربي، وبالتالي تقل كثافة الخطوط الكهربية أيضًا.

تعريف المجال الكهربي المنتظم

المجال الكهربي المنتظم هو المجال الكهربي الناتج بين صفيحتين مشحونتين، حيث تحمل كل واحدة منهما شحنة مختلفة عن الأخرى، فإحدى الصفائح تكون مشحونة سالبا بينما الأخرى مشحونة موجبا. وبهذه الطريقة، يكون المجال الكهربي المنتظم له اتجاه واحد، أي من الصفيحة المشحونة موجبا إلى الصفيحة المشحونة سالبا.

يتميز المجال الكهربائي المنتظم بالاتجاه الواحد فقط، بالمقابل المجال الكهربائي الغير منتظم يتجه إلى الأعلى أو الأسفل أو اليمين أو اليسار أو في اتجاه معين، وذلك بسبب التغيرات الكهربائية التي تحدث فيه.