ما هو المجال الكهربائي وما قانون المجال الكهربائي وأنواعه

ما هو المجال الكهربائي وما قانون المجال الكهربائي وأنواعه، وضع الفيزيائي الفرنسي كولوم قانونه الخاص، والذي أوضح من خلاله أن قوة الجذب بين شحنتين مختلفتين في الإشارة تتناسب مع قيمة كل شحنة وعكسًا لمربع المسافة بينهما. طور الفيزيائي مايكل فاراداي مفهوم المجال الكهربائي لإكمال قانون كولوم. بالإضافة إلى شرح دقيق للتأثيرات التي تنتج عن الشحنات الكهربائية، يمكن تحديد المجال الكهربائي على النحو التالي

يُعرَّف المجال الكهربائي بأنه القوة الكهربائية التي تؤثر على وحدة الشحنات المختلفة، الموجبة والسالبة، ويُشار إليها بالرمز E.
يرتبط مفهوم المجال الكهربائي وتفسيره بالقوة الموجودة داخل الشحنات الكهربائية، حيث إنها المنطقة المحيطة بالشحنات التي يتم من خلالها إظهار القوة الكهربائية بين الشحنات.
كما أنها مرتبطة بكل نقطة في الفضاء الخارجي، حيث أوضح العالم الإنجليزي فاراداي من خلال تجاربه أن كل شحنة في الفضاء محاطة بمجال كهربائي خاص يؤثر بشكل مباشر على الشحنات المحيطة بها.
يساعد التعرف على المجال الكهربائي في تحقيق المفهوم الصحيح للقوة الكهربائية الموجودة داخل كل شحنة من مواد مختلفة.

حدد مجالًا كهربائيًا موحدًا

ناقشنا في الفقرة السابقة الإجابة على سؤال ما هو المجال الكهربائي، ومن خلال قراءة هذه الفقرة ستتعرف على المجال الكهربائي المنتظم، حيث يعتبر المجال الذي لا تتغير قيمته في نقاط مختلفة و يتميز بقيمة ثابتة حيث تكون شدة المجال متساوية بين المواد والمواد متساوية في الاتجاه.

يمكن تمثيل مجال كهربائي موحد بوضع لوحين متوازيين مع بعضهما البعض.
يجب أن تكون المساحة التي يجب أن تكون فيها اللوحة كبيرة وأن تكون المسافة بين الصفيحتين صغيرة.
يتم شحن كل لوحة بكمية متساوية من الشحنة الكهربائية، بشحنات مختلفة لكل لوحة، ووضع صفيحة ذات شحنة موجبة ولوحة ذات شحنة سالبة.
من خلال تلك التجربة، وجدنا أن اتجاه المجال الكهربائي المنتظم ينتقل من اللوحة التي تحمل الشحنة الموجبة إلى اللوحة التي تحمل الشحنة السالبة.
يختلف المجال الكهربائي المنتظم عن المجال الكهربائي غير المنتظم في اتجاه المجال.
نظرًا لأن اتجاه المجال الكهربائي غير المنتظم يكون لأعلى ولأسفل ولليسار ولليمين في كل الاتجاهات،
يمكن الوصول إلى مقدار شدة المجال الكهربائي المتساوية بين الصفيحتين بواسطة القانون E = ΔV / Δx
يمثل الرمز E شدة المجال الكهربائي ويقاس بالفولت / متر.
الرمز ΔV هو الفرق في الجهد الكهربائي بين المواد ويقاس بالفولت.
بينما يشير الرمز Δx إلى المسافة بين الصفيحتين، يتم قياسه بالأمتار.

اتجاه المجال الكهربائي.

من الممكن تحديد ماهية المجال الكهربائي وتحديد الاتجاه الصحيح للمجال من خلال وضع بعض التفسيرات العلمية التي توصل إليها الفيزيائيون بمرور الوقت، ومن بين هذه التفسيرات والدراسات نظرية أن القوة المتبادلة بين الشحنات المختلفة تتأثر. نوع الشحنة التي تحملها كل مادة.

تولد المواد التي تحمل نفس الشحنة الكهربائية قوة طاردة، حيث تتباعد المواد وتتنافر أثناء اجتماعها، أي أن كل مادة تأخذ المجال الكهربائي المقابل من الأخرى.
بينما تولد المواد المختلفة للشحنة الكهربائية قوة جذابة، لأن المواد قريبة بشكل ملحوظ من بعضها البعض.
يمكن استخدام شحنة الاختبار في المختبر الفيزيائي لتحديد المجال الكهربائي للمواد ذات الشحنات المختلفة أو المتشابهة، حيث إنها تحمل دائمًا شحنة موجبة.

خطوط المجال الكهربائي

أظهرت التجارب خطوط المجال الكهربائي وتم تعريفها كخطوط تخيلية تمثل مسار المسار الذي تنتقل من خلاله شحنة الاختبار الموجبة إلى الشحنة الأخرى، حيث يختلف اتجاه هذه الخطوط وعداداتها وفقًا لنوع الشحنة. وكميتها المحددة، بالإضافة إلى المسافة من النقطة التي تريد معرفة خطوط المجال الكهربائي فيها.

يمكن تحديد خطوط المجال الكهربائي بالإشارة إلى اتجاه المجال، حيث يتم سحب الأسهم بعيدًا عن الشحنة الكهربائية في حالة توليد قوة طاردة بين الشحنتين، بينما يتم رسم الأسهم للإشارة إلى دخولها.إلى الشحنة الكهربائية . في حالة وجود قوة جاذبة. فيما يلي معلومات حول خطوط المجال الكهربائي على النحو التالي

خطوط المجال الكهربائي هي خطوط تخيلية تبدأ من الشحنة الموجبة إلى الشحنة السالبة.
ترتبط الخطوط ببعضها البعض بقوة ولا تتقاطع.
تعتبر خطوط المجال من أهم خصائص قيمة شدة المجال الكهربائي.
مع زيادة شدة خطوط المجال، تزداد القيمة الفعلية لشدة المجال الكهربائي.
من خلال النظر إلى اتجاه المماس لخط المجال الكهربائي في أي نقطة عند النقطة، يمكن تحديد المجال الكهربائي.
بالإضافة إلى ملاحظة الزيادة في قوة المجال الكهربائي حيث يزداد عدد خطوط المجال المتعامدة مع مساحة الوحدة.

أنواع المجال الكهربائي

بعد مناقشة سؤال ما هو المجال الكهربائي، سنتعرف على أنواع المجال، حيث تم اكتشاف نوعين من المجال الكهربائي (المجال الكهربائي المنتظم والمجال الكهربائي غير المنتظم)، حيث طور العلماء المفاهيم الصحيحة للأنواع. المجالات التي يمكن للطلاب الها.

يُعرَّف المجال الكهربائي المنتظم بأنه مجال متساوٍ في جميع نقاط المقدار والاتجاه.
تنتقل خطوط المجال الكهربائي المنتظمة في خط مستقيم دون الانحراف عن المسار الذي تسير عليه.
حيث يتم تعريف المجال الكهربائي غير المنتظم على أنه المجال الذي لا تتساوى فيه الكثافة أو الاتجاه.
خطوط المجال غير المنتظمة تنجرف لأعلى ولأسفل ولليمين ولليسار.

قانون المجال الكهربائي

يعتمد المجال الكهربائي، عند تقديره، على وجود قوة كهربائية متبادلة بين شحنتين.
بالإضافة إلى معرفة مقدار الشحنة الكهربائية، ومن خلال الدراسات التي أجراها العالم، أنشأ كولوم قانونه الخاص في عام 1784 م ليكمله العالم مايكل ويضع القانون النهائي للمجال الكهربائي.
يتضمن قانون المجال الكهربائي لمايكل فاراداي العلاقة E = F / q
يعبر الرمز E عن شدة المجال الكهربائي معبراً عنها بالنيوتن.
في حين أن الرمز F يعبر عن القوة التي تمارسها شحنة على شحنة اختبار معينة مقدارها 1 كولوم على مسافة r.
يمثل الرمز q قيمة الشحنة الكهربائية التي تُقاس بوحدة الكولوم.
يمكن الحصول على شكل آخر من قانون المجال الكهربائي عن طريق استبدال قانون كولوم.
تعطي العلاقة الرياضية بعد الاستبدال E = Kx q / r ʌ2
يمثل الرمز K ثابتًا يتم تحديد قيمته مع الأخذ في الاعتبار خصائص الوسط الذي يوجد فيه المجال الكهربائي، وقيمته الحقيقية هي 9 × 10 ^ 9 نيوتن / متر 2 / كولوم 2.
يعبر الرمز r ʌ2 عن المسافة بين شحنة التمثيل والنقطة التي يجب حساب المجال الكهربائي عندها.