بحث عن المجالات الكهربائية

في هذا المقال، نقدم لكم بحثًا شاملاً حول المجالات الكهربائية الأكثر أهمية في علم الفيزياء. يتمتع علم الفيزياء بأهمية واسعة بين العلوم الأخرى بسبب العلاقات الوثيقة التي تربطه بمختلف العلوم الأخرى، والتي تؤدي إلى الكثير من النتائج الهامة في الحياة اليومية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من العلوم الأخرى مرتبطة بعلم الفيزياء، مثل العلوم الهندسية، علوم الفضاء، وعلوم البحار، وغيرها. وفي هذا البحث، سنتناول بالتفصيل موضوع توليد المجالات الكهربائية وقياسها.

بحث عن المجالات الكهربائية المحيطة بالاجسام

المجال الكهربائي

• تكمن أهمية الحقول الكهربائية في علم الفيزياء في قدرتها على دفع الشحنات الكهربائية وجذبها بعضها إلى بعض، ويتم توضيح قوة المجال الكهربائي في خطوط المجال الكهربائي نفسه.
• تعتمد قوة المجال الكهربائي على مسافة الجسم من الشحنة التي تنشئ حقل المجال الكهربائي، حيث تسيطر قوة المجال على دفع وجذب الشحنات الكهربائية، ويتم قياس قوة المجال الكهربائي بوحدة “كولوم.

شدة المجال الكهربي

• تستخدم شدة المجال الكهربي في مجال الكهرباء الساكنة وفي علم الحركة الكهربائية، حيث توضح شدة المجال الكهربي اتجاهه وتأثيره على شحنة معينة.

الشحنة الكهربية

• الشحنات الكهربية هي التي تشكل المجال الكهربي، وتحمل هذه الشحنات البروتونات والإلكترونات. وعندما تتحرك هذه الشحنات، تتحول المجال الكهربي إلى مجال مغناطيسي، الأمر الذي يجمع بين المجالين الكهربي والمغناطيسي، وينتج ما يسمى بالمجال الكهرومغناطيسي.

خطوط المجال الكهربي

• الحقول الكهربائية وخطوط المجال الكهربي غير مرئية، حيث لا يمكن رؤيتها أو لمسها.
• يمكن فهم كيفية عمل الحقول الكهربائية من خلال النظام الخاص برسم الحقول الكهربائية باستخدام حقول المجال الكهربائي، والتغييرات التي تحدث في الضغط والجذب عليها.
• تظهر الحقول الكهربية كيفية دفع الشحنات الموجبة أو جذبها، وذلك إذا كان الحقل الكهربي ينتج عن الشحنات الموجبة. وسيؤدي هذا إلى دفع الشحنات الموجبة وتنافرها، وتظهر اتجاه خطوط المجال الكهربي إلى الخارج.
• أما إذا كان الحقل الكهربائي ناتجًا عن شحنة كهربائية سالبة، فسوف يجذب الشحنات الموجبة إليه، ويظهر اتجاه خطوط المجال الكهربائي إلى الداخل.

اتجاه المجال الكهربي

• باستنادنا على حقيقة أن الشحنات المتماثلة تتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب، وباستخدام العديد من شحنات الاختبار، يمكننا تحديد مجال الشحنات الكهربائية بملاحظة اتجاه حركتها. ومن ذلك يمكن استنتاج أن شحنات الاختبار دائمًا موجبة، وأن خطوط المجال الكهربائي تتحرك من الشحنات الموجبة إلى الشحنات السالبة.

خصائص خطوط المجال الكهربي

• تتحرك خطوط المجال الكهربائي من الشحنة الموجبة إلى الشحنة السالبة.
• لا يُمكن أن تتقاطع خطوط المجال الكهربائي في أي حالة.
• يتمثل العلاقة بين المجال الكهربائي وخطوطه في العلاقة الطردية، حيث يزداد عدد خطوط المجال الكهربائي عند زيادة قوة المجال الكهربائي، ويتناقص عدد الخطوط عندما يضعف المجال الكهربائي وتصبح منتشرة.
• خطوط المجال الكهربائي غير موجودة، إنها مجرد خطوط وهمية.
• عند وضع الشحنات الموجبة داخل مجال كهربائي، سوف تتحرك تلك الشحنات في اتجاه المجال الكهربائي بناءً على تأثير قوة المجال الكهربائي عليها.
• عندما تقترب الأجسام من شحنة كهربائية، يزداد مجال الكهرباء بشدة، مما يؤدي إلى زيادة خطوط مجال الكهرباء، وعندما تبتعد الأجسام عن الشحنة الكهربائية، يقل مجال الكهرباء وعدد خطوط المجال الكهربائي.

نظام تصوير المجال الكهربي

• يستطيع نظام التصوير الكهربائي الخاص بوكالة ناسا الفضائية قياس حجم الحقول الكهربائية واتجاهها في جميع الأوضاع القريبة والبعيدة.
• ويتم ذلك عن طريق استخدام عدة مكونات وأجزاء منخفضة التكلفة والمتاحة تجاريًا.
• يتم استخدام نظام خاص لقياس الحقول الكهربائية الآمنة المنخفضة التي تعمل على تشكيل صور ثلاثية الأبعاد لجميع الأجسام، بسبب بعض الخصائص العازلة التي تتمتع بها.
• تقوم ناسا بتطوير تقنيات هذه الأجهزة لقياس فعالية التشكيل الكهربائي حول الكابلات الكهربائية، وهذه الأجهزة تستخدم في التصوير الطبي والأمن ورصد حالات الطقس والتغيرات المناخية وغيرها.

جهاز استشعار المجال الكهربي المار

• في معظم الأحيان، يتم قياس الحقل الكهربائي الناشئ عنه استخدام مستشعرات كهروضوئية متطورة، والتي تستخدم المسار المشترك.
• بالإضافة إلى دقته الفائقة وحساسيته، يحتوي هذا الجهاز على شريحة مصنوعة من بلورات الليثيوم التي تمتلك معامل حراري كهربائي وكهروضغطي وبصري ومرن، بالإضافة إلى وجود جزئين مخصصين من السيليكون.

قانون كولوم

• يشار إلى هذا القانون باسم قانون التربيع العكسي لكولوم، وهو القانون الذي يصف التفاعل الكهروستاتيكي بين الجسيمات الكهربائية، ويطلق عليه اسم التربيع العكسي لأنه يتفق مع قانون نيوتن للتربيع العكسي.
• ينص قانون كولوم على الآتي:
• تزداد قوة التجاذب أو التنافر بين شحنتين في الفراغ بشكل طردي مع زيادة قيمة ناتج ضرب شحنتيهما، وتتناسب عكسيًا مع مربع المسافة بينهما.

قانون جاوس الكهربائي

• قانون جاوس هو واحد من معادلات ماكسويل التي تتعلق بتوليد الطاقة الكهرومغناطيسية وسلوكها.
• وفقاً لقانون جاوس، يشير عدد خطوط المجال الكهربائي من سطح مغلق إلى مجموع الشحنات الكهربائية الموجودة داخل السطح نفسه.
• ومن خلال الملاحظة والمقارنة، يتضح عدم وجود أي شحنات مغناطيسية، مما يجعل من الصعب رؤية أي من الأقطاب المنفردة، وبالتالي نستنتج عدم وجود شحنة مغناطيسية.
• رغم ذلك، توجد الكثير من نظريات الفيزياء التي تدعي وجود الشحنة المغناطيسية في نظرية التوحيد الخاصة.
• يستخدم قانون غاوس في حساب المجالات الكهربائية عندما تكون الشحنات الموجودة متماثلة، في حين يتم استخدام قانون كولوم لحساب الشحنات الكهربائية الأخرى.

المجال الكهربائي doc

• يمكنك تصفح بحث عن المجال الكهربي بصيغة (doc) عن طريق الضغط على هذا الرابط.

المجال الكهربائي pdf

• يمكن الحصول على نسخة (PDF) من بحث عن المجال الكهربي عبر الضغط على هذا الرابط.

قدمنا في هذا المقال على موقع موسوعة بحثًا شاملاً حول المجال الكهربائي، وما يتعلق به من قوانين ومفاهيم خاصة وخصائص هامة وكيفية قياسه، وأهم الأجهزة التي تستخدم لتصويره وتفسيره، تابعوا أحدث المقالات في موسوعتنا.