لماذا يقاس المجال الكهربائي بشحنة اختبار صغيرة فقط
يتساءل العديد من الطلاب عن سبب قياس الحقل الكهربائي بشحنة اختبار صغيرة فقط. يتم طرح هذا السؤال على طلاب مراحل تعليمية مختلفة بسبب بعض المناهج التعليمية التي تجمع بين التخصصات والعلوم والمجالات المختلفة.
المجال الكهربائي هو أحد أهم المجالات التي يجب على الطالب دراستها واكتساب المعرفة بها، لهذا السبب نقدم لك في هذا المقال على موقع موسوعة إجابة للسؤال وبعض المعلومات المتعلقة بالمجال الكهربائي.
لماذا يقاس المجال الكهربائي بشحنة اختبار صغيرة فقط
المجال الكهربائي أحد أهم مفاهيم الفيزياء، وهو التأثير الكهربائي أو المغناطيسي الناجم عن الأجسام المشحونة، ولا يمكن رؤيته بالعين المجردة وفقا لما قاله العالم فاراداي.
- من المعروف أن يتم قياس هذا المجال الكهربائي بواسطة شحنة اختبار صغيرة، ولكن يتساءل البعض عن السبب
- وإجابة على هذا السؤال، نقول إن ذلك يتم لعدة أسباب منها:
- لضمان عدم حدوث أي تشتت في الشحنة الخاصة بالمجال.
- نظرا لشحنتها الصغيرة جدا، تعرف الإلكترونات وتتميز بها، وتستخدم بشكل دائم كشحنة اختبار.
المجال الكهربائي
يعتبر المجال الكهربائي أحد أهم الدروس الموجودة في علم الفيزياء وهو مرتبط ارتباطا وثيقا بعلم الكهرباء.
- يمكن تعريف هذا المجال عندما يتم تحديد الكثافة الخاصة بالشحنات الموجودة في الجسم المشحون.
- ويوجد اتجاهين للمجال الكهربائي متمثلين في التالي:
- إما أن يكون في نفس اتجاه القوة، وهذا يؤثر على الشحنات الموجبة.
- أما إذا كان في اتجاه معاكس للقوة، فهو المجال الذي يؤثر على الشحنات السالبة.
قانون ووحدات المجال الكهربائي
- من الضروري أن نذكر أن قياس الحقل الكهربائي يتم عن طريق استخدام قانون خاص لهذا الغرض.
- يتمثل ذلك القانون في الأتي:
- شدة المجال الكهربائي = القوة الكهربائية ÷ شحنة الاختبار.
- وتتمثل وحدات كل كمية موجودة بذلك القانون في التالي:
- تقاس القوة الكهربائية بوحدة النيوتن.
- وشحنة الاختبار تقاس بوحدة الكولوم.
- يتم قياس شدة المجال الكهربائي بوحدة النيوتن لكل كولوم (النيوتن / كولوم).
شدة المجال الكهربائي
تعد تلك الشدة كمية متجهة حيث يمكن تحديدها من خلال تحديد كلا من الاتجاه والمقدار.
- تعرف هذه القوة بأنها تؤثر على شحنة الاختبار.
- ويوجد اتجاهين لشدة المجال الكهربائي متمثلين في التالي:
- إما أن يتم عكس اتجاه الشحنة الموجبة التي تنتجها المجال.
- ويكون في نفس اتجاه المجال السالب الذي ينتجه.
عوامل التأثير علي شدة المجال الكهربائي
هناك عدة عوامل مختلفة تؤثر على شدة المجال الكهربائي.
- توجد عدة عوامل تؤثر على هذه الشدة بشكل واضح، وتتضمن هذه العوامل ما يلي:
- المقدار الذي يؤثر على شحنة الاختبار.
- المكان الذي يحتوي على شحنة الاختبار داخل المجال الكهربائي.
- مقدار وكمية شحنة الاختبار لا تؤثر في شدة المجال الكهربائي.
- هناك أيضا عدة عوامل تؤثر على شدة المجال في نقطة معينة، تتمثل تلك العوامل فيما يلي:
- العلاقة المترتبة بين شدة المجال الكهربائي وقدرة الشحنة التي تولد المجال، وهذه العلاقة هي علاقة طردية.
- العلاقة بين نقطة توليد المجال والمسافة عنها تعتبر علاقة عكسية.
- والنقاط الموجودة حول الشحنة الكهربائية تحتوي على مجال كهربائي حتى إذا لم يكن لديها أي شحنة قياسية.
القوة الكهربائية
تعد الطاقة الكهربائية هي الطاقة التي يستخدمها الحقل الكهربائي للتأثير على النقاط الموجودة فيها.
- هناك عوامل تؤثر على مقدار واتجاه القوة الكهربائية، وتتضمن تلك العوامل:
- العوامل المؤثرة على المقدار:
- شدة المجال الكهربائي.
- الكمية الموجودة داخل المجال الكهربائي.
- العوامل المؤثرة على الاتجاه:
- اتجاه المجال الكهربائي.
- نوع الشحنة الموجودة في المجال الكهربائي.
- العوامل المؤثرة على المقدار:
خطوط المجال الكهربائية
في علم الفيزياء معروف أن الحركة الخاصة بالشحنات الكهربائية الموجودة في الفراغ المحيط بالجسم المشحون تتم تمثيلها عن طريق خطوط وهمية متعددة، وتسمى هذه الخطوط بخطوط المجال الكهربائي.
- يمكن تعريف هذه الخطوط على أنها الخطوط المستخدمة لتمثيل المجال الكهربائي الموجود سواء حول الشحنة أو في الفراغ.
- تمتلك هذه الخطوط العديد من الخصائص الفيزيائية المتنوعة.
خصائص خطوط المجال الكهربائي
- تتناسب الكثافة الخاصة بالخطوط تناسب طردي مع كل من قيمة شدة المجال وقيمة الشحنة الكهربائية.
- خطوط المجال الكهربائي لا تشكل أي حلقات مغلقة، وتتميز بأنها لا تتقاطع.
- كلما اقتربت الشحنات من بعضها البعض، زادت قوة الحقل الكهربائي.
- تنتهي خطوط المجال الكهربائي إلى ما لا نهاية، وتكون محملة بشحنة واحدة فقط.
- تتحرك الخطوط من الشحنة الموجبة إلى الشحنة السالبة وتتوقف.
- يمكن تمثيل المجالات الكهربائية بخطوط منحنية في حالة وجود شحنتين أو أكثر.
- كلما كانت خطوط المجال الكهربائي بعيدة عن بعضها البعض، فإن ذلك يشير إلى ضعف القوة الكهربائية.
يدرس العديد من الطلاب في مراحل دراسية مختلفة علوم وتخصصات متنوعة، حيث يتضمن مناهجهم التعليمية مواد مثل الفيزياء والكهرباء وغيرها. لذلك، طرحت سؤال “لماذا يقاس المجال الكهربائي بشحنة اختبار صغيرة فقط؟” لنقدم لكم الإجابة العلمية في هذه المقالة.
يمكنكم الاطلاع على المزيد من المعلومات المتعلقة بهذا الموضوع من خلال الآتي:
- بحث عن المجال الكهربائي
- ما هي مجالات الكهرباء؟ قانون مجال الكهرباء وأنواعه
- بحث عن المجالات الكهربائية
- بحث حول المجالات الكهربائية
- المجالات الكهربائية للموجات تتسبب في تسارع الإلكترونات المكونة للهوائي
- بحث حول توليد المجالات الكهربائية وقياسها
المراجع