عروض الجمعة البيضاء من اليوم و لغاية يوم السبت اضغط هنا

درس الدرس الثاني : المجال الكهربائي للشحنات النقطية

المجال الكهربائي


خاصية للحيز الذي يحيط بشحنة كهربائية وتظهر فيه آثار القوة الكهربائية.


ويعرف المجال الكهربائي عند نقطة بأنه القوة الكهربائية لكل وحدة شحنة موجبة عند هذه النقطة.


المجال الكهربائي لشحنة نقطية

هي شحنة كهربائية موجبة صغيرة القدار تُستعمل للكشف عن المجال الكهربائي ويكون مقدارها صغير جدا لدرجة أن تأثيرها في المجال الكهربائي المحيط بها يكون مهملا.


يعرف المحال الكهربائي E الذي تولده الشحنة +Q عند نقطة بأنه القوة الكهربائية التي تؤثر في وحدة الشحنة الموجبة الموضوعة في تلك النقطة ، علما بأن وحدة الشحنات الموجبة ليست شحنة اختبار ؛ فهي تساوي كولوم واحد وتمتلك مجالا كهربائيا قويا .


ونعبر عن تعريف المجال الكهربائي بالعلاقة الآتية :


أما شدة المجال ، فهي كمية تعبر عن مقدار المجال عند نقطة وتتناسب عكسيا مع مربع بعد هذه النقطة عن الشحنة . وبتعويض قيمة القوة من قانون كولوم في العلاقة السابقة نحصل على العلاقة :


ومن هذه العلاقة الأخيرة يمكن حساب مقدار المجال عند نقطة من دون الحاجة لوضع شحنة اختبار عندها.


المجال الكهربائي بعدة شحنات نقطية

عند وضع عدد من الشحنات الكهربائية المتشابهة أو المحتلفة بشكل معين ، تنشأ حول كل منها منطقة مجال كهربائي ، بحيث يكون المجال الكهربائي المحصل عند أي نقطة في هذه المنطقة مساويا لمحصلة المجالات الناتجة عن كل شحنة إذا كانت منفردة.


خطوط المجال الكهربائي

هي مسارات شحنة اختبار موجبة تتحرك تحت تأثير المجال الكهربائي فقط.

وان اتجاه المجال عند أي نقطة فيه ، هو اتجاه القوة التي يؤثر بها المجال في شحنة الاختبار النقطية الموجبة الموضوعة عند تلك النقطة.


ويبين الشكل أنماط المجالات الكهربائية حول عدد من الشحنات النقطية :



المجال الكهربائي لكرة موصلة مشحونة

لحساب مقدار المجال عند أي نقطة خارج الكرة الموصلة المشحونة ؛ تُستعمل العلاقات الخاصة بمجال الشحنات النقطية ، لكن المجال الكهربائي داخل الكرة يساوي محصلة متجهات المجال الناتجة عن كل الشحنات على سطح الكرة ، ويساوي صفرا

التدفق الكهربائي

هو العدد الكلي لخطوط المجال الكهربائي التي تعبر مساحة محددة.

ويعطى التدفق الكهربائي بالعلاقة الرياضية :


ان التدفق الكهربائي خلال سطح معين يعتمد على :
- مقدار المجال الكهربائي
- مقدار المساحة التي يُحسب التدفق خلالها
- الزاوية بين متجهي المساحة والمجال الكهربائي