اذا زادت شدة المجال الكهربائي على شحنة اختبار، فإن القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الاختبار تقل ، هل هذه العبارة صحيحة أم خاطئة؟ تعتبر قوانين الحقول الكهربائية من أهم قوانين الفيزياء الكهربائية، وللمجالات الكهربائية عدة أنواع وتطبيقات من المهم معرفتها كأساسيات للدخول في علوم الكهرباء لطلاب المرحلة الثانوية. مفهوم المجال الكهربائي
نشأ مفهوم الحقل الكهربائي بداية من مفهوم القوة الكهربائية حيث كانت تعبر القوة الكهربائية عن تفاعل مباشر بين شحنتين تقعان بالقرب من بعضهما البعض، واستعاض العلماء عن ذلك بمفهوم الحقل الكهربائي، بأن يقال إن لكل شحنة مجال كهربائي يمتد إلى المحيط، وتعتبر القوة المؤثرة على أية شحنة موجودة في محيط الشحنة الأولى، هي قوة التفاعل بين المجال الكهربائي والشحنة الثانية. [1]
ويمكن تعريف الحقل الكهربائي رياضيًا بأنه حقل متجه مرتبط بنقاط في الفضاء، حيث أن مقدار القوة المطبقة على كل واحدة من الشحنة، هي القوة المطبقة على واحدة شحنة اختبار موجبة عند السكون وفي نفس النقطة، كما يمكن اعتبار المجال الكهربائي خاصية مرتبطة بكل نقطة في الفضاء حيث توجد الشحنة بأي شكل، ويمكن وصف المجال الكهربائي بأنه القوة الكهربائية لكل واحدة شحنة، ويتم إنشاء المجال المغناطيسي بواسطة الشحنة الكهربائية أو المجالات المغناطيسية المتغيرة.
- شدة المجال الكهربائي تتناسب طرديا مع
شدة المجال الكهربائي تتناسب طرديا مع
س4/ موصل اسطواني لانهائي ، نصف قطره 10سم ، مشحون بشحنة موزعة بانتظام ، فإذا كانت الشحنة لكل وحدة طول 4ميكروكولوم/م. أوجد شدة المجال عند نقطة تبعد مسافة 2م عن السطح. س5/
مجال كهربائي شدته 5000 نيوتن / كولوم باتجاه محور السينات الموجب ، احسب التدفق الكهربائي خلال سطح مستطيل ابعاده 30سم ، 60 سم ،
إذا كان مستوى المستطيل:
أ- عمودياً على اتجاه المجال الكهربائي
ب- موزاياً لاتجاه المجال الكهربائي س6/ مجال كهربائي شدته 300 نيوتن / كولوم ، واتجاهه لأسفل ، فإذا وضع جسم في ذلك المجال كتلته 200 غم. وحدة شدة المجال الكهربائي. أوجد مقدار الشحنة التي يجب أن نزوده بها حتى يتزن. و بارك الله فيكم سلفاً.
يمكن استنتاج علامات الشحنات على الأسطح الموصلة من حقيقة أن المجالات الكهربائية تتجه بعيدًا عن الشحنات الموجبة باتجاه الشحنات السالبة، يقاس حجم كثافة الشحنة السطحية σ على الموصلات بوحدة كولوم لكل متر مربع ويعطى بواسطة σ= ε 0 E ، حيث تسمى ε 0 سماحية المساحة الحرة وتبلغ قيمتها 8. وحدة قياس شدة المجال الكهربائي. 854 × 10 −12 كولوم مربع لكل نيوتن متر مربع. أيضًا خاصية مهمة للحقل الكهربائي في المواقف الثابتة: خطوط المجال دائمًا متعامدة مع الأسطح متساوية الجهد، حيث تلتقي خطوط المجال مع أسطح الموصلات بزوايا قائمة؛ لأن هذه الأسطح هي أيضًا متساوية الجهد. الطاقة الكامنة لشحنة موجبة صغيرة q في المنطقة، ومن خلال التباين في الطاقة الكامنة، من السهل تصور كيف تميل القوى الكهربائية إلى دفع الشحنة الموجبة q من أعلى إلى جهد منخفض-20 باتجاه (0 فولت) أو باتجاه قضيب بجهد 20 فولت. توزيعات المجال الكهربائي: الكهرباء الساكنة هي دراسة الظواهر الكهرومغناطيسية التي تحدث في حالة عدم وجود شحنات متحركة؛ أي بعد إنشاء توازن ثابت، حيث تصل الشحنات إلى مواقع توازنها بسرعة؛ لأن القوة الكهربائية قوية للغاية، حيث تُسهل الطرق الرياضية للكهرباء الساكنة حساب توزيعات المجال الكهربائي والجهد الكهربائي.