محتويات
ترسم خطوط المجال الكهربائي خارجة من الشحنة الموجبة
نعم ترسم خطوط المجال الكهربائي خارجة من الشحنة الموجبة، حيث تُعتبر حركة الشّحنات الكهربائيَّة هي المؤثر على الفراغ المُحيط بها، حيثُ تصنع ما يُعرف بالمجال الكهربائي، لذا يُمكن تعريف المجال الكهربائي بأنّه منطقة تأثير الشحنات الكهربائيَّة على غيرها من الشّحنات، ويتم تمثيل المجال بمجموعة من الخطوط الوهميَّة وهي “خطوط المجال الكهربائي”.
إذ يتم رسم خطوط المجال الكهربائي خارجة من الشحنة الموجبة دائمًا، فإذا كانت شحنة الاختبار موجبة، سيحدث بينهما عملية تنافر نظرًا لأنَّ كلاهما موجبتان الشّحنة ويتم رسم السهم نحو الخارج، لكن إذا كانت شحنة الاختبار سالبة سيحدث بينهما تجاذب ويتم رسم السهم إلى الدّاخل.
خطوط المجال الكهربائي لا تتقاطع
نعم .
بالطبع لا يُمكن أن تتقاطع خطوط المجال الكهربائي، حيثُ تخرج خطوط المجال الوهميَّة من الشحنة الموجبة مُتجه نحو الشحنة السالبة، لذا تكون الشّحنات متوازية وليست متقاطعة، فإذا افترضنا عملية التقاطع سينتُج لدينا قيم مختلفة للمجال الكهربائي وهذا أمر مستحيل.
خطوط المجال الكهربائي وهمية واتجاهها من الشحنة
الموجبة نحو الشّحنة السالبة .
تُعرف خطوط المجال الكهربائي بأنّها خطوطًا وهميّة يتم رسمها لتخرج دائمًا من الشّحنة الموجبة متجه إلى الشحنة السالبة، فإذا وجِدت الشحنة الأخرى موجبة حدث هُناك تنافر بين الشّحنات، على عكس الشحنة السالبة والتي تتجاذب مع الشحنة الموجبة.[1]
خصائص المجال الكهربائي
- ترسم خطوط المجال الكهربائي خارجة من الشحنة الموجبة متجه نحو الشحنة السّالبة.
- إذا كان هُناك شحنة كهربائيَّة واحدة ستتجه، وتنتهي خطوط المجال الكهربائي الوهميّة إلى ما لا نهاية حتى منطقة خالية من الشُّحن الكهربائية.
- لا تتقاطع خطوط المجال الكهربائي نهائيًا، بل تكون مستمرة ومتوازية، لأنَّ تقاطعمها معًا يخلق اتجاهين للمجال الكهربائيّ وهذا أمر يستحيل حدوثه.
- تتميّز خطوط المجال الكهربائي بكونها خطوطًا وهميَّة.
- أعداد خطوط المجال الكهربائي تتناسب مع حجم الشّحنة الكهربائيّة.
- تتعامد الخطوط الخاصة بالمجال الكهربائي على سطح الشحنة، أو الألواح.
- تقارُب خطوط المجال الكهربائي تُمثّل قوة الشحنة الكهربائيَّة، بينما التباعُد بينهما يمثِّل ضعف الشحنة أو الحقل الكهربائيّ.
- تظل خطوط المجال الكهربائي مستمرة في المناطق خالية الشّحن.[1][2]
خطوط المجال الكهربائي المنتظم تكون
- متعامدة على لوحين.
- متوازية.
- المسافة بينها متساوية.
تختلف أنواع خطوط المجال الكهربائي ما بين المجال الكهربائي المنتظم، وغير المنتظم، حيثُ تكون خطوط المجال الكهربائي نابعة عن شحنةٍ موجبة لتنتهي عند شحنة سالبة، كما أنَّ المجال الكهربائي المنتظم يكون ثابتًا في أي نقطة نظرًا التساوي معدّل الحجم والاتجاه في كل مساحة منه، على عكس المجال غير المنتظم والذي يختلف في الحجم والاتجاه في كل مساحة من مساحاته.[2]
خطوط المجال الكهربائي المنتظم والمسافه بينهما متساوية
متوازية.
تتميَّز خطوط المجال الكهربائيّ بكونها متوازية مع بعضها البعض، أي لا يمكن أن تتقاطع أو تلتقي معًا في نقطة معينة، لأن ذلك يخلق اتجاهين للمجال الكهربائي، بالتالي تكون حلقة مغلقة وهذا لا يُمكن حدوثه في المجال الكهربائي، لذا تكون خطوط المجال الكهربائي المنتظم متساوية متوازية، كذلك تكون متعامدة على لوحين.[1]
ما هي المجالات الكهربائية وما أنواعها
- مجال كهربائي منتظم.
- مجال كهربائي غير منتظم.
يُمثّل المجال الكهربائي قوة تنشأ في الفراغ المُحيط بالشُحنات الكهربائية، حيثُ تتسبب القوى الكهربائيَّة في تكوين هذا المجال الكهربائي، ويتم تمثيل المجال الكهربائي رياضيًا كالآتي:
- م = ق / ش.
- م: هي رمز المجال الكهربائي.
- ق: تمثّل قوة الشحنة الكهربائيّة في نقطة معينة.
- ش: تمثّل قيمة الشحنة الكهربائيَّة.
المجال الكهربائي المنتظم: هو مجال ذو شدّة ثابتة عند أي نقطة، كما يمتلك خطوطًا بشكلٍ متوازي لتكون المسافة بينها مُتساوية، وينتُج هذا المجال المنتظم نتيجة لفرق الجهد الموجود بين لوحين مَشحونين تفصل بينهما مسافةً ثابتة، مع وجود عازل نقي للغاية، فإذا كانت الشحنة الكهربائيَّة أو فرق الجهد مرتفع سيكون المجال الكهربائي شديد، لكن وجود مسافة كبيرة بين كلا الموصلين ينتُج عنها مجال كهربائي منتظم ضعيف.
المجال الكهربائي غير المنتظم: هو المجال المُتغيّر في شدّة المجال الكهربائي وحجمه واتجاهه عند كل نقطة، لذا يكون عكس المجال الكهربائي المنتظم تمامًا، الجدير بالذّكر أنَّ المجال الكهربائي غير المنتظم يتكوّن أثر مجموعة من الشحنات النقطية الساكنة، ويُمكن الحصول عليه من خلال الجمع بين زوج من الأقطاب الكهربائيَّة الغير متشابهه، لتنشأ خطوط المجال بشكلٍ غير متوازي وغير متساوي في المسافة.[2]
من تطبيقات المجال الكهربائي
- تطبيقات في الطّب والأحياء.
- تطبيقات في مجال الهندسة.
- المجال الكهربائي في مجال الصّناعة.
تطبيقات في الطّب والأحياء: تم استخدام المجال الكهربائي في إمكانية التئام الجروح، وذلك بواسطة توليد المجال الكهربائي اعتمادًا على مجموعة من الضمادات الإلكترونيَّة، حيثُ تعمل تلك الضمادات على تحفيز الجلد على سرعة الالتئام.
كذلك تم استخدام المجال الكهربائي للجهاز العصبي، عن طريق تحفيز الدّماغ العميق، ومعالجة أمراض الجهاز العصبي المختلفة، ومنها نوبات الصرع، كما يُستخدم في تقليل آلام الالتهاب الليفي للعضلات.. وغيرها.
تطبيقات في مجال الهندسة والطّاقة: يُساعد المجال الكهربائي في خفض معدّل الانبعاثات البيئيَّة الضّارة ومنها الغازات الناتجة عن المداخن، كما يُساهم في احتراق الوقود بالمحركات.. وغيرها.
المجال الكهربائي في مجال الصّناعة: يتم الاعتماد على المجال الكهربائي في المجالات الصّناعيَّة إذ يُستخدم للفصل بين السوائل عن غيرها من المواد الصّلبة، وهي واحدة من التقنيات اللازمة في ميكانيكا التربة وصناعات الخزف المختلفة.[3][4]
