المجال الكهربائي (electric field) هو الحيز أو المنطقة المحيطة بالشحنة والتي تظهر فيه آثار القوى الكهربائية على أية شحنة تدخله أي إن الأجسام المشحونة تولد حولها مجالا كهربائيا غير مرئي تعتمد شدته على عدة أشياء منها كمية الشحنة، المسافة ، شكل الأجسام، فاذا كانت الشحنات متشابهة (بنفس الإشارة ) ستظهر قوة تنافر بينها وإذا كانت مختلفة بالإشارة فسيكون هناك تجاذب بينهم ، كما في الشكل السابق والمجال الكهربائي كمية متجهة ويمثل بخطوط وهمية تسمى خطوط القوة الكهربائية.
يمثل المجال الكهربائي بخطوط كهربائية على شكل اسهم وكثافة هذه الخطوط تسمى شدة المجال الكهربائي .
المقصود بالمجال الكهربائي
يمكن اعتبار المجال الكهربائي خاصية كهربائية مرتبطة بكل نقطة في الفضاء الذي توجد فيه الشحنة بأي شكل من الأشكال. يوصف المجال الكهربائي أيضًا بأنه القوة الكهربائية لكل وحدة شحنة. عادة ما تنتج المجالات الكهربائية عن اختلاف المجالات المغناطيسية أو الشحنات الكهربائية. يتم قياس شدة المجال الكهربائي بوحدة SI فولت لكل متر (V/m).يتم تعريف المجال الكهربائي رياضيًا على أنه حقل متجه يمكن ربطه بكل نقطة في الفضاء، القوة لكل وحدة شحنة تمارس على شحنة اختبار موجبة في حالة سكون عند تلك النقطة.
يتم إعطاء صيغة المجال الكهربائي على النحو التالي:
E = F /Q
E هو المجال الكهربائي electric field.
F هي القوةforce.
س هي الشحنةcharge.
يؤخذ اتجاه المجال على أنه اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الموجبة. يتجه المجال الكهربائي شعاعيًا إلى الخارج من الشحنة الموجبة وقطريًا نحو شحنة النقطة السالبة.
خصائص المجال الكهربائي
خصائص المجال الكهربائي |
تمتلك خطوط المجال الكهربائي العديد من الخصائص المهمة، ومن بينها:
- خطوط المجال لا تتقاطع مع بعضها البعض أبدًا. فهي متعامدة مع الشحنة السطحية.
- يكون المجال قويا عندما تكون الخطوط قريبة من بعضها البعض، ويكون ضعيفا عندما تبتعد خطوط المجال عن بعضها البعض.
- يتناسب عدد خطوط المجال بشكل مباشر مع حجم الشحنة.
- يبدأ خط المجال الكهربائي من الشحنة الموجبة وينتهي من الشحنة السالبة.
- إذا كانت الشحنة مفردة، فإنها تبدأ أو تنتهي عند ما لا نهاية.
- منحنيات الخط مستمرة في منطقة خالية من الشحن.
- خطوط المجال تبتعد عن الشحنة الموجبة وتتجه منها وتنتهي نحو الشحنات السالبة .
- تتباعد خطوط المجال لشحنة مفردة كلما ابتعدنا عن الشحنة أي أن كثافتها تقل مع زيادة بعدها عن الشحنة.
- تتناسب شدة المجال الكهربائي طرديا مع خطوط المجال المارة عموديا على وحدة المساحة.
- يدل اتجاه المماس لخط المجال في نقطة ما على اتجاه المجال عند تلك النقطة .
- خطوط المجال الكهربائي لا تتقاطع لأنه لا يكون لشدة المجال الكهربائي عند نقطة إلا اتجاه واحد .
- يتناسب عدد الخطوط الخارجة من الشحنة الموجبة أو الداخلة في الشحنة السالبة وتتناسب طرديا مع مقدار الشحنة .
مراجع
حقل كهربائي
Electric Field
Electric Field
مقررات التعليم المهني العراقي (العلوم الصناعية).