التعليموظائف و تعليم
بحث حول المجالات الكهربائية
تحتوي مادة الفيزياء على العديد من المفاهيم والمصطلحات، بما في ذلك مفهوم المجالات الكهربائية، وهي المنطقة المحيطة بنقطة معينة والتي تحتوي على القوة والطاقة الكهربائية. تم اكتشاف واختراع العديد من الأجهزة التي تمكن من تحديد المجالات الكهربائية ومعرفة شدتها والخطوط التي تسير فيها، وسوف نتعرف اليوم على تعريف المجالات الكهربائية واتجاهاتها وشدتها والخطوط المناسبة التي تسير فيها على موقع الموسوعة.
تعريف المجالات الكهربائية
- يشير هذا المصطلح إلى المساحة التي تظهر فيها تأثيرات القوة الكهربائية وتحيط بالجسم المشحون.
- هي المنطقة المحيطة بالشحنة الكهربائية والتي تظهر فيها آثار القوة الكهربائية أو الكهروستاتيكية.
- المجال الكهربائي هو المجال المحيط بالأجسام المشحونة، حيث يمكن توليد طاقة كهربائية يمكن الاستفادة منها في إنجاز العمل. وبالتالي، تنتقل الطاقة من المجال الكهربائي إلى الأجسام المشحونة الأخرى.
- لا يُمكن فهم المجالات الكهربائية إلا من خلال التأثير الذي تتركه، ولذلك فقد قام العالم فاراداي بتمثيل هذه المجالات على الشحنة الكهربائية الموجبة، على أن تكون تلك المجالات حرة الحركة.
- وحدة المجال الكهربي هي نيوتن/ كولوم.
اتجاهاتها
- هذا المجال يؤثر على الشحنة الموجبة وتكون في نفس اتجاه القوة.
- هذا المجال يؤثر على الشحنة السالبة باتجاه معاكس للقوة المؤثرة.
تمثيل المجالات الكهربية
يمكن تمثيل المجالات الكهربائية بحيث يكون مصدر القوة عبارة عن نقطة، ويتم تمثيل المجال المحيط به على أنه سهم، ويتم تحديد المجال من خلال:
- طول السهم: يُستخدم لتحديد شدة المجال الكهربائي.
- اتجاه السهم: يمكن معرفة اتجاه المجال الكهربائي بطريقة معينة.
شدة المجالات الكهربائية
- هي كمية تحتوي على اتجاه ومقدار يمكن تحديدها بدقة.
- الشحنة الكهربائية التي تؤثر على شحنة الاختبار ويتم تقسيمها على شحنة الاختبار.
- شدة المجال الكهربي تساوي قوة شحنة الاختبار مقسومة على مقدار شحنة الاختبار.
العوامل التي تؤثر على شدة المجال الكهربي
- القوة التي تؤثر على كمية الشحنة الموجودة في الاختبار.
- مكان شحنة الاختبار في المجال الكهربي.
- لا يؤثر حجم الشحنة في شدة المجال الكهربائي للاختبار.
العوامل المؤثرة على شدة المجال في نقطة محددة
- تكمن العلاقة بين شدة المجال الكهربائي وكمية الشحنة المولدة فيه في علاقة طردية.
- العلاقة بين نقطة المجال ومسافتها عن النقطة المولدة للمجال هي علاقة عكسية.
- تتواجد حول الشحنة الكهربائية نقاط تمتلك مجالًا كهربائيًا، حتى لو لم يكن لديها شحنة اختبارية.
اتجاه شدة المجال الكهربي
- اتجاه الشحنة السالبة المعاكس للمجال الكهربائي.
- الاتجاه نحو الشحنة السالبة يؤدي إلى تكوين المجال الكهربائي.
المجال الكهربي في نقطة والناتج عن شحنتين
- يتم تحديد المجال الكهربائي الذي يتولد بفعل كل شحنة بشكل منفرد عند نقطة المجال.
- جمع المجالين الذين لهما نفس الاتجاه.
- طرح المجالين المعاكسين.
القوة الناتجة عن المجال الكهربي
- هي القوة الكهربائية التي يستخدمها المجال الكهربائي للتأثير على النقاط الموجودة داخله.
- العوامل التي تؤثر على مقدارها هي:
- شدة المجال الكهربي.
- مقدار الشحنة التي بداخل المجال الكهربي.
- العوامل التي تؤثر على اتجاهها هي:
- اتجاه المجال الكهربي.
- نوع الشحنة في المجال الكهربي.
خطوط المجالات الكهربائية
- هي الخطوط التي تستخدم لتمثيل المجالات الكهربية حول الشحنة أو الفراغ.
- هي مجموعة من الخطوط الوهمية التي تنطلق من الشحنة الموجبة وتتجه نحو الشحنة السالبة.
- خصائصها هي:
- تنتشر خطوط المجال الكهربائي في شكل أشعة تتحرك من الشحنة الموجبة إلى الشحنة السالبة.
- لا يمكن لخطوط المجال الكهربائي أن تتقاطع.
- يصبح المجال الكهربي أكثر كثافة عندما تكون خطوط المجال أكثر تركيزًا.
- يتم تمثيل المجالات التي تنشأ عن شحنتين أو أكثر بواسطة خطوط منحنية.
- إذا كانت الخطوط الكهربائية قريبة من بعضها، فهذا يشير إلى قوة المجال الكهربائي.
- إذا كانت الخطوط بعيدة عن بعضها البعض، فهذا يشير إلى ضعف في المجال الكهربائي.
العلاقة بين المجال الكهربي وخطوط المجال الكهربي
- المقدار: المسافة بين خطوط المجال الكهربائي تشير إلى شدة المجال، فإذا كانت الخطوط متقاربة فهذا يدل على شدة المجال، والعكس صحيح.
- الاتجاه: هو الاتجاه الذي يتم رسم المماس عليه في خطوط المجال عند نقطة اتجاه المجال الكهربائي.
تمثيل الشحنات الكهربية
- شحنة سالبة منفردة.
- شحنتين سالبتين وثالثة موجبة.
- شحنة موجبة منفردة.
للمزيد من المعلومات عن المجالات الكهربائية يمكن قراءة الموضوعات التالية:
