المجالات الكهربائية

الدرس الاول : المجال الكهربائي

المجال الكهربائي :

المقصود به : المجال الموجود حول أي جسم مشحون بحيث يولد قوة كهربائية يمكنها ان تنجز شغلا مما يؤدي الى نقل طاقة المجال من الى أي جسم اخر مشحون

اتجاهه :

·  اتجاه المجال المؤثر على شحنة موجبة داخلة في نفس اتجاه القوة

·  اتجاه المجال المؤثر على شحنة سالبة داخلة في نفس اتجاه القوة

تمثيله : الجال الكهربائي في نقطة يمثل بسهم ..

·       طول السهم : يستخدم لبيان شدة المجال الكهربائي

·       اتجاه السهم : يمثل اتجاه المجال الكهربائي

شدة المجال الكهربائي :

المقصود به : القوة المؤثرة في شحنة الاختبار مقسوما على مقدار تلك الشحنة

تصنيفه : كمية متجهة (( تحديد بالمقدار والاتجاه معا ))

العوامل المؤثرة :

·  مقدار القوة المؤثرة في شحنة الاختبار

·  موقع شحنة الاختبار داخل المجال

تنبيه : شدة المجال الكهربائي لا تعتمد على مقدار شحنة الاختبار

العلاقة الرياضية :  E =  

شحنة الاختبار :

·       شحنة الاختبار شحنة موجبة موجودة على جسيم صغير تستعمل لاختبار المجال

·       شحنة الاختبار صغيرة جدا ₍₍علل₎₎ حتى لا تؤثر بأية قوة في الشحنات الاخرى

المجال الناشئ من شحنة نقطية :

العوامل التي يعتمد عليها :

·       مقدار الشحنة المولدة للمجال : علاقة طردية

·       بعد النقطة عن الشحنة المولدة للمجال : علاقة عكسية مع مربع البعد

تنبيه : كل نقطة حول الشحنة فيها مجال كهربائي حتى لو لم يكن عندها شحنة اختبار

العلاقة الرياضية : E =k

اتجاه شدة التيار :

·       مبتعدا عن الشحنة الموجبة المولدة للمجال

·       نحو الشحنة السالبة المولدة للمجال

المجال عند نقطة والناشئ عن شحنتين :

·    نوجد المجال الناشئ عن كل شحنة على انفراد عند تلك النقطة

·    نجمع المجالين جمعا اتجاهيا ₍₍ المجالين في نفس الاتجاه نجمعهما , المجالين المتعاكسين نطرحهما ₎₎

القوة الناتجة عن المجال الكهربائي :

وصفها : قوة كهربائية يؤثر بها المجال الكهربائي على أي شحنة توضع عند أي نقطة داخلة

العوامل المؤثرة في مقدار القوة :

·  شدة المجال الكهربائي

·  مقدار الشحنة الموضوعة داخل المجال

العوامل المؤثرة في اتجاه القوة :

·       اتجاه المجال الكهربائي

·       نوع الشحنة الموضوعة داخل المجال

تمثيل المجال الكهربائي :

خط المجال الكهربائي :

تعريفه : خط يستخدم لتمثيل المجال الكهربائي الفعلي في الفراغ او الوسط المحيط بالشحنة

خصائصه :

·       خطوط وهمية تخرج من الشحنة الموجبة وتدخل الى الشحنة الموجبة

·       لا يمكن ان تتقاطع

·       تنتشر شعاعيا الى خارج الشحنة الموجبة والى داخل الشحنة السالبة

·       خطوط منحنية للمجالات الناتجة عن شحنتين او اكثر

العلاقة بين المجال وخطوط المجال

المقدار : المسافات الفاصلة بين خطوط المجال الكهربائي تشير الى شدة المجال فالمجال القوي خطوطه متقاربة بينما المجال الضعيف خطوطه متباعدة

الاتجاه : اتجاه المجال الكهربائي عند أي نقطة هو اتجاه المماس المرسوم على خط المجال عند تلك النقطة

تمثيل خطوط المجال الكهربائي :

1-   شحنة موجبة منفردة                2- شحنة سالبة منفردة           3- شحنتين سالبتين وثالثة موجبة

مولد فان دي جراف :

وصفه : جهاز يستخدم لتوليد الكهرباء الساكنة ذات الفولتية الكبرة

عمله :

·       تنقل الشحنة الى حزام متحرك عند قاعدة الجهاز عند الموضع A

·       تنقل الشحنان من الحزام الى القبة الفلزية في الاعلى عند الموضع B

·       يبذل المحرك الكهربائي الشغل اللازم لزيادة فرق الجهد الكهربائي

الدرس الثاني : تطبيقات المجالات الكهربائية

طاقة الوضع الكهربائية :

وصفها : طاقة مختزنة في الشحنة عند بذل شغل عليها ...

·       لأبعادها عن شحنة مخالفة لها

·       لتقريبها من شحنة مماثلة لها

وحدة قياسها : الجول

فائدة : تزداد طاقة الوضع الكهربائية المختزنة في الشحنة عند ..

·   زيادة مقدار الشحنة

·   تحريك الشحنة في اتجاه معاكس لاتجاه القوة