المجال الكهربائي
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| electric field/ɪˈlektrɪk fiːld/ | المجال الكهربائي |
الشحنة تشعر بدفع بدون أي تلامس
- حمل شحنة قريبة من أخرى فتشعر بقوة — عبر الفراغ، ولا يوجد وسط بينهما.
- كيف؟ كل شحنة تمتلئ الفضاء المحيط بها بمجال كهربائي غير مرئي.
- أي شحنة توضع في ذلك المجال تشعر بقوة منه.
- المجال هو "مدى" الشحنة، مخطط في كل مكان حولها.
المجال هو القوة لكل وحدة شحنة
- الـ مجال الكهربائي $E$ هو القوة لكل وحدة شحنة: $E = \dfrac{F}{q}$.
- وحداته هي $\tfrac{\text{N}}{\text{C}}$، وهو متجه له اتجاه عند كل نقطة.
- ضع شحنة $q$ في مجال $E$ فتشعر بقوة $F = qE$.
- المجال موجود سواء كانت هناك شحنة اختبار ليشعر به أم لا.
تصوير المجال
غيّر إشارة الشحنة وحجمها وراقب خطوط المجال تنقلب وتكثف.
توجد شحنة $2\ \text{C}$ في مجال قدره $5\ \tfrac{\text{N}}{\text{C}}$. ما القوة التي تشعر بها، بـ $\text{N}$؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$F = qE = 2 \times 5 = 10\ \text{N}$.
يُعرف المجال الكهربائي عند نقطة بأنه:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$E = F/q$ — القوة التي ستشعر بها وحدة شحنة موجبة.
قراءة خطوط المجال
- خطوط المجال تظهر اتجاه المجال: تشير إلى الاتجاه الذي يُدفع فيه شحنة اختبار موجبة.
- تتجه بعيداً عن الشحنات الموجبة ونحو الشحنات السالبة.
- حيث تكون الخطوط أقرب لبعضها، يكون المجال أقوى.
- الخطوط لا تتقاطع أبداً — للمجال اتجاه واحد عند كل نقطة.
خطوط المجال الكهربائي تشير:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
الخطوط تظهر أين يُدفع اختبار شحنة موجبة: ابتعاداً عن + واتجاهاً نحو −.
حيثما تكون خطوط المجال أقرب لبعضها البعض، يكون المجال ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
الخطوط الأكثر كثافة تعني مجالاً أقوى.
حدد جميع العبارات الصحيحة حول خطوط المجال الكهربائي.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
الخطوط تسير من + إلى − وتتكثف حيث يكون المجال قوياً. لا تتقاطع أبداً.
مجال الشحنة النقطية
- شحنة نقطية واحدة تُنتج مجلاً $E = \dfrac{kq}{r^2}$ يتجه شعاعياً للخارج (إذا كانت +).
- يضعف مع مقلوب مربع المسافة، تماماً مثل القوة.
- بالقرب من الشحنة يكون المجال قوياً؛ وبعيداً يضعف.
- اجمع عدة شحنات عن طريق جمع متجهات مجالها عند كل نقطة.
يوجد مجال كهربائي حول الشحنة حتى لو لم تكن هناك شحنة اختبار موجودة.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
الشحنة المصدر تنشئ المجال؛ شحنة الاختبار تكشف عنه فقط.
المجال $E$ موجود بحد ذاته، محدد بواسطة الشحنات المصدر — فهو موجود حتى بدون شحنة اختبار. وخطوط المجال تشير إلى الاتجاه الذي ستتحرك فيه شحنة موجبة: بعيداً عن +، ونحو −. الشحنة السالبة تشعر بقوة عكس اتجاه المجال.
شحنة مقدارها $q = 2\ \text{C}$ موضوعة في مجال قدره $E = 5\ \tfrac{\text{N}}{\text{C}}$. ما القوة التي تشعر بها؟
- $F = qE = 2 \times 5 = 10\ \text{N}$، في اتجاه المجال.
شحنة سالبة بنفس الحجم ستشعر بـ $10\ \text{N}$ في الاتجاه المعاكس.
الـ مجال الكهربائي $E = F/q$ (في $\tfrac{\text{N}}{\text{C}}$) هو القوة لكل وحدة شحنة تحيط بكل شحنة؛ الشحنة بداخله تشعر بـ $F = qE$. خطوط المجال تتجه بعيداً عن + ونحو −، وتكون أكثر كثافة حيث يكون المجال أقوى. الشحنة النقطية تعطي $E = kq/r^2$.