إذا زادت شدة المجال الكهربي على شحنة اختبار، تنخفض القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الاختبار. هل هذا البيان صحيح أم خطأ؟ تعتبر قوانين المجال من أهم قوانين الفيزياء الكهربائية، وللمجالات الكهربائية عدة أنواع وتطبيقات من المهم معرفتها كأساسيات للدخول فيها.
مفهوم المجال الكهربائي
نشأ مفهوم المجال الكهربي من مفهوم القوة، حيث كانت القوة الكهربائية تعبر عن تفاعل مباشر بين شحنتين متقاربتين لبعضهما البعض، واستبدل العلماء ذلك بمفهوم المجال الكهربائي، بالقول إن كل شحنة لها شحنة كهربائية. يمتد المجال إلى المحيط، وتعتبر القوة المؤثرة على أي شحنة موجودة بالقرب من الشحنة الأولى، هي قوة التفاعل بين المجال الكهربائي والشحنة الثانية. يمكن تعريف المجال الكهربائي رياضيًا على أنه حقل متجه مرتبط بنقاط في الفضاء، حيث مقدار القوة المطبقة على كل شحنة من الشحنة، هو القوة المطبقة على شحنة اختبار موجبة واحدة عند السكون وفي نفس النقطة، والكهرباء يمكن اعتبار المجال خاصية مرتبطة بكل نقطة في الفضاء حيث توجد الشحنة بأي شكل من الأشكال، ويمكن وصف المجال الكهربائي بأنه القوة لكل شحنة، ويتم إنشاء مجال مغناطيسي بواسطة الشحنة الكهربائية أو الحقول المغناطيسية المتغيرة. يُعطى اتجاه المجال الكهربائي في اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة الموجبة، حيث يُعطى الاتجاه الشعاعي للمجال الكهربائي في الاتجاه الخارج من الشحنة الموجبة والداخل إلى الشحنة السالبة.
إذا زادت شدة المجال الكهربي على شحنة اختبار، تنخفض القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الاختبار
يتم إعطاء صيغة قانون المجال على النحو التالي E = F / Q ويمكن توضيح الرموز على النحو التالي
- E هي شدة المجال الكهربائي.
- F هي القوة الكهربائية المطبقة على الشحنة.
- Q هو مقدار الشحن.
واستناداً إلى القانون السابق نلاحظ أن هناك نسبة مباشرة بين قيمة شدة المجال الكهربائي وقيمة القوة المطبقة على شحنة الاختبار، وبالتالي فإن الزيادة في شدة المجال الكهربائي تعني الزيادة في قوة القوة الكهربائية على شحنة الاختبار، وبالتالي فإن العبارة إذا زادت شدة المجال الكهربائي على شحنة اختبار، تنخفض القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الاختبار
- الجواب عبارة خاطئة.
ما هي خطوط المجال الكهربائي؟
الهدف من خطوط المجال الكهربائي هو وضع مخطط مفاهيمي للمجال الكهربائي واتجاهاته، وقد تم تطويره من قبل العالم مايكل فاراداي، واتجاهات خطوط المجال الكهربائي عند نقطة تتوافق مع اتجاه المجال الكهربائي، وتتوافق الكثافة النسبية لخطوط المجال الكهربائي مع قوة المجال الكهربائي عند تلك النقطة، وتتميز خطوط المجال الكهربائي بما يلي
- لا يمكن أبدًا أن تتقاطع خطوط المجال الكهربائي مع بعضها البعض لأن خطوط المجال الكهربائي المتقاطعة تعني أن هناك اتجاهين للمجال الكهربائي عند نقطة مستحيلة.
- خطوط المجال الكهربائي متعامدة على سطح الشحنة وخط المجال الكهربائي مماس للمجال الكهربائي عند النقطة.
- يتناسب حجم الكهرباء بشكل مباشر مع عدد خطوط المجال الكهربائي، وكلما اقتربت خطوط المجال الكهربائي من بعضها البعض، كان المجال الكهربائي أقوى.
- تبدأ خطوط المجال الكهربائي من الشحنة الموجبة وتنتهي عند الشحنة السالبة.
- تبدأ خطوط المجال الكهربائي اللانهائي عند شحنة واحدة وتنتهي عند اللانهاية.
في الختام، تم تحديد صحة البيان. إذا زادت شدة المجال الكهربائي على شحنة اختبار، تقل القوة الكهربائية التي تؤثر على شحنة الاختبار، ووجد أنها بيان خاطئ، حيث أن شدة المجال الكهربائي تتناسب طرديًا مع مقدار القوة الكهربائية. كما تم تعريف مفهوم القوة الكهربائية ومفهوم المجال الكهربائي. وتوضيح العلاقة بينهما، بالإضافة إلى تحديد مفهوم خطوط المجال الكهربائي وخصائصها.