بحث عن توليد المجالات الكهربائية وقياسها
بحث عن توليد المجالات الكهربائية وقياسها ، المجال الكهربائي هو أحد المفاهيم الفيزيائية المتعلقة بكل النقط التي بالفضاء الذي يحيط بأي جسم مشحون، ويتعلق بتفسير القوة التي توجد بين الشحنات الكهربائية، معلومات وتفاصيل أكثر عن المجالات الكهربائية وقياسها.
محتويات
بحث عن توليد المجالات الكهربائية وقياسها و تعريف المجال الكهربائي:
تعريف المجال الكهربائي المنتظم:
شدة المجال الكهربائي:
علامة المجال الكهربائي الرياضية:
اتجاه المجال الكهربائي:
العوامل المؤثرة على المجال الكهربائي:
القوة التي تنتج عن المجال الكهربائي:
جهاز روبرت فان دي جراف:
مثال على المجال الكهربائي:
بحث عن توليد المجالات الكهربائية وقياسها و تعريف المجال الكهربائي:
المجال الكهربائي هو المجال الذي يحيط بالأجسام المشحونة ويتولد عنه القوة الكهربائية التي تنجز شغل مما ينتج عنه نقل الطاقة إلى الأجسام المشحونة الأخرى، والقوة الكهربائية تتناسب بشكل عكسي مع مربع المسافة التي تفصل بين الجسميين النقطيين المشحونين، ويجب أن تكون الشحنة صغيرة وموجبة كي لا تؤثر على الشحنات الأخرى التي تستخدم تلك الشحنة الصغيرة الموجبة لكي تقيس المجالات الكهربائية.
وبهذا يمكن تعريف المجالات الكهربائية بأنها الحيز الذي يظهر به تأثير القوة الكهربائية، والمجال الكهربائي مثل غيره من المجالات غير المرئية ولا يتم إدراكه إلا من خلال تأثير، وقام العالم فارادي بتمثيل المجالا الكهربائي اتجاه ومقدار من خلال خطوط القوى الكهربائية التي يؤثر المجال بها على وحدة الشحنة الكهربائية الموجبة الحرة في حركتها بالمجال.
تعريف المجال الكهربائي المنتظم:
المجالات الكهربائية المنتظمة تعبر عن المجالات الكهربائية المتولدة بين الصحيفتين المشحونتين التي تحمل كل واحدة منهما شحنة تختلف عن الثانية، فواحدة تكون شحنتها موجبة والشحنة التي تحمل على الأخرى تكون سالبة، واتجاه المجال الكهربائي المنتظم ييكون اتجاه واحد ويكون من الصحيفة التي تحمل الشحنة السالبة إلى الصحيفة التي تحمل الشحنة الموجبة، وذلك بخلاف المجالات الكهربائية غير المنتظمة، وخطوط المجال الكهربائي المنتظم تنطبق عليها كافة خصائص خطوط المجال الكهربائي غير المنتظم ما عدا أنه ثابت الاتجاه والمقدار.
شدة المجال الكهربائي:
ينص قانون شدة المجال الكهربائي على أن شدة المجال الكهربائي تعادل مقدار القوة التي تؤثر في شحنة الاختبار الموجبة مقسوم على مقدار هذه الكتلة.
ويتم قياس الكتلة بالنيوتن، والشحنة تقاس بالكولوم، والشدة يتم قياسها بالنيوتن/كولوم.
إن اتجاه المجالات الكهربائية يكون في نفس اتجاه القوة التي تؤثر في شحنة الاختبار الموجبة، وشدة المجال الكهربائي ويتم قياس شدة المجالات الكهربائية بوحدة النيوتن كولوم، فيكون اتجاه القوة هو نفس اتجاه المجال الكهربائي أي كليهما في ذات الاتجاه، ويتم استخدام طول السهم ليدل على شدة المجال، واتجاه السهم ليدل على اتجاه المجال.
ويقصد به القوة التي تؤثر في شحنة الاختبار مقسومة على مقدار هذه الشحنة، وتصنف باعتبارها كمية متجهة، تحدد بالاتجاه والمقدار معًا.
علامة المجال الكهربائي الرياضية:
علامة الرياضية للمجال الكهربائي هي e.
اتجاه المجال الكهربائي:
اتجاه المجال الكهربائي الذي يؤثر على الشحنة الموجبة تدخل في ذات اتجاه القوة.
اتجاه المجال الذي يؤثر على الشحنة السالبة تدخل في ذات اتجاه القوة.
اتجاه المجال الكهربائي يحدد من خلال استعمال أن القوة التي تتبادل بين الشحنات المتشابهة تكون قوة تنافر، فالشحنات التي تتشابه في النوع تتباعد عن بعضها، والقوة التي تتبادل بين الشحنات المختلفة تكون قوة تجاذب، فالشحنات المختلفة في النوع تقترب من بعضها البعض، وباستعمال شحنة الاختبار يمكن أن يحدد مجال الشحنات المهربائي من خلال النظر إلى اتجاه حركة شحنة الاختبار عندما توضع في المجال الكهربائي لشحنة ما، وشحنة الاختبار تمتلك قدر ضغير للغاية وهذل لكي لا يؤثر مجال تلك الشحنة على مجال الشحنة المرغوب في دراستها، وشحنة الاختبار تكون موجبة دائمًا.
العوامل المؤثرة على المجال الكهربائي:
مقدار القوة التي تؤثر في شحنة الاختبار.
موضع شحنة الاختبار في المجال.
إن شدة المجالات الكهربائية غير معتمدة على مقدار شحنة الاختبار.
القوة التي تنتج عن المجال الكهربائي:
توصف بأنها القوة الكهربائية التي يؤثر بها مجال كهربائي على أي شحنة توضع عند النقطة الداخلة.
والعوامل التي تؤثر على مقدار القوة هي مقدار الشحنة الموجودة في المجال، وشدة المجالات الكهربائية.
والعوامل التي تؤثر على اتجاه القوة هي نوع الشحنة الموجودة في المجال، واتجاه المجالات الكهربائية.
جهاز روبرت فان دي جراف:
آلية العمل: عبارة عن جهاز يقوم بنقل كمية كبيرة من الشحنات الكهربائية، ثم تنتقل تلك الشحنات من الحزام إلى القبة الفلزية بالأعلى، ويشحن الفرد كهربائيًا عندما يلمس قبة المولد.
وتؤدي تلك الشحنات إلى تنافر شعر الفرد بعضه عن بعض.
وخطوط المجالات الكهربائية هي عبارة عن خطوط وهمية ليس لها وجود بالواقع ولكنها تستعمل لتمثيل المجالات الكهربائية.
مثال على المجال الكهربائي:
طاقة وضع كهربائية، وتوصف بأنها الطاقة المخزنة في الشحنة عندما يبذل شغل عليها لإبعادها عن الشحنة المخالفة لها، ولتقريبها ن الشحنة المماثلة لها.
ويتم قياسها يوحدة الجول.
وفائدتها أن طاقة الوضع الكهربائية المخزنة تزداد في الشحنة عندما يزيد مقدار الشحنة، أو عندما تحرك الشحنة في اتجاه مخالف لاتجاه القوة.