2022-11-17T23 06 56 + 00 00

سأل عدد من الطلاب، “لماذا يقاس المجال الكهربائي بشحنة اختبار صغيرة فقط” هذا السؤال يطرح على كثير من الطلاب في المراحل التعليمية المختلفة، لأن بعض المناهج تجمع بين التخصصات والعلوم ومجالات مختلفة.

يعد المجال الكهربائي من أهم الأشياء التي يجب على الطالب دراستها والإلمام بها. لهذا السبب نقدم لكم عزيزي القارئ في هذا المقال من خلال الإجابة على السؤال المطروح على الموقع الإلكتروني، بالإضافة إلى توفير بعض المعلومات المتعلقة بالمجال الكهربائي.

لماذا يُقاس مجال كهربائي بشحنة اختبار صغيرة فقط

يعد المجال الكهربائي، أو كما يُعرف بالمجال الكهربائي، من أهم الأشياء في الفيزياء. إنه التأثير المغناطيسي أو التأثير الكهربائي للأجسام المشحونة، ولا يمكن رؤيته بالعين المجردة، بحسب ما قاله فاراداي.

  • من المعروف أن هذا المجال أو المجال الكهربائي يقاس بشحنة اختبار صغيرة، لكن البعض يتساءل لماذا
  • وردًا على هذا السؤال نقول إن ذلك يتم لعدة أسباب منها
    • لضمان عدم حدوث تشتت شحن خاص بالمجال.
    • ولأن الإلكترونات معروفة ومميزة بشحنتها الصغيرة جدًا، يتم استخدامها باستمرار من أجل اعتبارها شحنة اختبار.

الحقل الكهربائي

يعد المجال الكهربائي من أهم الدروس في الفيزياء ويرتبط بعلم الكهرباء.

  • يمكن تعريف هذا المجال بالقول إنه تحديد كثافة الشحنات الموجودة في الجسم المشحون.
  • يوجد اتجاهان للمجال الكهربائي وهما
    • إما أنها في نفس اتجاه القوة، وهذا هو المجال الذي يعمل على الشحنات الموجبة.
    • إما أنها في الاتجاه المعاكس للقوة، وهذا هو المجال الذي يؤثر على الشحنات السالبة.

قانون ووحدات المجال الكهربائي

  • من الضروري الإشارة إلى أن المجال أو المجال الكهربائي يقاس باستخدام قانون خاص.
  • هذا القانون على النحو التالي
    • شدة المجال الكهربائي = القوة الكهربائية / شحنة الاختبار.
  • وحدات كل كمية موجودة في هذا القانون هي كما يلي
    • تُقاس القوة الكهربائية بالنيوتن.
    • يتم قياس شحنة الاختبار بوحدة كولوم.
    • تُقاس شدة المجال الكهربائي بالنيوتن لكل كولوم (نيوتن / كولوم).

شدة المجال الكهربائي

هذه الشدة عبارة عن كمية متجهة يمكن تحديدها من خلال تحديد الاتجاه والمقدار.

  • يتم تعريفه على أنه القوة المؤثرة على شحنة الاختبار.
  • يوجد اتجاهان لشدة المجال الكهربائي وهما
    • إما عكس اتجاه الشحنة الموجبة الناتجة عن المجال.
    • أو في نفس اتجاه الشحنة السالبة الناتجة عن المجال.

العوامل المؤثرة في قوة المجال الكهربائي

هناك العديد من العوامل المختلفة التي تؤثر على شدة المجال الكهربائي.

  • هناك العديد من العوامل التي تؤثر بشكل كبير على هذه الكثافة. هذه العوامل هي كما يلي
    • مقدار القوة المؤثرة على شحنة الاختبار.
    • المكان الذي توجد فيه شحنة الاختبار داخل المجال الكهربائي.
    • لا يؤثر مقدار وحجم شحنة الاختبار على شدة المجال الكهربائي.
  • هناك أيضًا العديد من العوامل التي تؤثر على شدة المجال، ولكن في مرحلة معينة، تكون هذه العوامل كما يلي
    • العلاقة بين مقدار الشحنة التي تولد المجال وقوة المجال الكهربائي، وتلك العلاقة هي علاقة مباشرة.
    • العلاقة بين النقطة المولدة للحقل ومسافة النقطة عنه، وهذه العلاقة هي علاقة عكسية.
    • النقاط حول الشحنة الكهربائية لها مجال كهربائي حتى لو لم يكن لديها أي شحنة اختبار.

الطاقة الكهربائية

القوة الكهربائية هي القوة التي يستخدمها المجال الكهربائي للتأثير على النقاط الموجودة فيه.

  • هناك عوامل تؤثر على مقدار واتجاه القوة الكهربائية. هذه العوامل هي
    • العوامل المؤثرة على المبلغ
      • شدة المجال الكهربائي.
      • مقدار الشحنة في المجال الكهربائي.
    • العوامل المؤثرة في الاتجاه
      • اتجاه المجال الكهربائي.
      • نوع الشحنة الموجودة في المجال الكهربائي.

خطوط المجال الكهربائي

من المعروف في الفيزياء أن حركة الشحنات الكهربائية في الفراغ الذي يحيط بالجسم المشحون يتم تمثيلها بعدة خطوط وهمية، وتسمى هذه الخطوط بخطوط المجال الكهربائي.

  • يمكن تعريف هذه الخطوط بالقول إنها الخطوط المستخدمة لتمثيل المجال الكهربائي الموجود إما حول الشحنة أو الفراغ.
  • تمتلك هذه الخطوط العديد من الخصائص الفيزيائية المتنوعة.

خصائص خطوط المجال الكهربائي

  • كثافة الخطوط تتناسب طرديا مع كل من قيمة شدة المجال وقيمة الشحنة الكهربائية.
  • لا تشكل خطوط المجال الكهربائي حلقات مغلقة ولا تتقاطع.
  • كلما اقتربت الخطوط من الشحنات، زاد المجال الكهربائي.
  • تنتهي خطوط المجال الكهربائي عند اللانهاية وتحتوي على شحنة واحدة فقط.
  • تتحرك الخطوط من الشحنة الموجبة إلى النهاية وتتوقف عند الشحنة السالبة.
  • يمكن التعبير عن المجالات الكهربائية بخطوط منحنية إذا كانت ناجمة عن شحنتين أو أكثر.
  • كلما كانت خطوط المجال الكهربائي بعيدة عن بعضها البعض، كان المجال الكهربائي أضعف.

يمكنك أيضًا معرفة المزيد عن هذا الموضوع من خلال ما يلي