شرح مبسط للمجال الكهربي مع مسائل للتوضيح

عضو ذهبى 219 06/03/2011

المجال الكهربائي
ما هو المجال الكهربائي ؟
إن أول من عرض مفهوم المجال الكهربائي هو العالم البريطاني مايكل فارادي ، حيث أوضح أن هناك منطقة معينة حول الشحنة الكهربائية يظهر فيها تأثير القوة الناتجة عن هذه الشحنة. وعرَّف المجال الكهربائي على انه “القوة التي يؤثر بها ذلك المجال في وحدة الشحنات الموجبة الموضوعة عند تلك النقطة” .
وبذلك يكون :

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وتكون بذلك وحدة المجال الكهربائي نيوتن / كولوم .
والمجال كمية متجهة ويمكن تحديده عند نقطة من خلال المسار الذي تتبعه وحدة الشحنات الموجبة الموضوعة عند تلك النقطة كما هو موضح في الشكل .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ويمكن حساب المجال الكهربائي عند نقطة ما من العلاقة التالية :

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

حيث مـ : المجال الكهربائي الناشئ عن الشحنة ش مؤثرة .
ش مؤثرة : الشحنة الكهربائية المؤثرة.
ف : المسافة بين الشحنة المؤثرة والنقطة المطلوب حساب المجال الكهربائي عندها .
ملاحظات :
1- عند التعويض في القانون لا نعوض إشارة الشحنة السالبة .
2- اذا كانت النقطة المطلوب عندها حساب المجال مشحونة نهمل شحنتها ونعتبرها شحنة اختبارية صغيرة . لماذا ؟
سؤال 1 :
ماذا نعني بقولنا أن المجال الكهربائي عند نقطة يساوي( 7.5) نيوتن / كولوم ؟
الحل :
أي أن كل كولوم عند تلك النقطة يتأثر بقوة كهربائية مقدارها (7.5) نيوتن .
سؤال 2 :
ما هو المجال المؤثر عند نقطة تبعد( 1.5 م ) عن شحنة موجبة مقدارها(2.1 × 10-9) كولوم .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

الحل :
نحدد اتجاه المجال الكهربائي عند النقطة وذلك عن طريق تحديد مسار وحدة الشحنات الموجبة عند تلك النقطة (أ) .
وحدة الشحنات الموجبة تتنافرمع الشحنةالمؤثرةولذلك فإن مسارها يكون بعيدا عن (أ).

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

سؤال 3 :
شحنتان نقطيتان مقدارهما (2 × 10-9 كولوم )، (50 ×10-9 كولوم ) ، وضعتا في الهواء على بعد ( 6 م ) من بعضهما ، أوجد موضع نقطة التعادل الواقعة في مجال هاتين الشحنتين في الحالتين التاليتين :
أولاً : إذا كانت الشحنتان موجبتين .
ثانياً : إذا كانت الشحنة الأولى موجبة والثانية سالبة .
الحل :

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

أولاً : النقطة تقع بينهما واقرب إلى الصغرى .
نفرض بعد النقطة عن الشحنة الصغرى ش1 = س
إذن بعدها عن الشحنة ش2 = (6 – س) ، بما أن مـ1 = مـ2

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

إذن س= 1 م
اذن بعد النقطة عن الشحن الصغرى = 1 م
وبعدها عن الشحنة الكبرى = 6 ـ س = 6 ـ 1 = 5 م
ثانياً : حاول الحل بنفسك واكتشف أن بعد النقطة عن الشحنة الصغرى = 1.5 م .
ملاحظة …
اتجاه القوة الكهربائية ( ق ) التي يتأثر بها الجسيم المشحون في المجال يتوقف على نوع شحنة الجسيم ، فإذا كانت الشحنة موجبة فإن القوة تكون باتجاه المجال ,أما بالنسبة للشحنة السالبة فإن القوة تكون بعكس اتجاه المجال .

الفرق بين المجال الكهربائي المنتظم والمجال الكهربائي الغير منتظم

يقسم المجال الكهربائي إل:
أولا::: مجالا كهربائيا منتظما

أ-وهو المجال الذي ينشأ بين صفيحتين مشحونتين متوازبتين.
ب- خطوط المجال المنتظم تكون متوازية والبعد بينها متساوي.
جـ- مقدار المجال الكهربائي المنتظم ثابت في كل نقطة تقع في المجال أي أن عددخطوط المجال التي تخترق وحدة المساحه العمودية ثابت عند أي نقطة
د- اتجاه المجال الكهربائي المنتظم ثابت في كل نقطة في المجال.

ثانيا::: مجالا كهربائيا غير منتظما

أ- وهو المجال الذي ينشأ عن الشحنات المفردة.
ب – خطوط المجال غير المنتظم تتباعد عن بعضها كلما ابتعدنا عنالشجنه
جـ- مقدار المجال الكهربائي غير المنتظم متغير في كل نقطة في المجالأي أن عدد خطوط المجال التي تخترق وحده المساحه العموديه لا يكون ثابتا
د-اتجاه المجال الكهربائي متغير في كل نقطة في المجال.

عضو مرشح للاشراف الجنس : 1388 22/05/2011

شكرا كثير بسمة امل على هذا المجهود الرائع الذى تقومين به من اجل الارتقاء بطلابنا وطالباتنا

بجد يسلمو دياتك اختى