المجال الكهربائي

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 :

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 .


ويمكن حساب المجال الكهربائي عند نقطة ما من العلاقة التالية :
حيث مـ : المجال الكهربائي الناشئ عن الشحنة شمؤثرة .
شمؤثرة : 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 ؟
خطوط المجال الكهربائي
يمكن تعريف المجال الكهربائي بأنه الحيز الذي يظهر فيه تأثير القوة الكهربائية ولما كانت المجالات الكهربائية كغيرها من المجالات غير مرئية ولا تدرك إلا بتأثيراتها ، لذا فقد مثّل العالم فاراداي سنة 1840م المجال الكهربائي مقداراً واتجاهاً بخطوط القوى الكهربائية التي يؤثر بها المجال على وحدة الشحنات الكهربائية الموجبة حرة الحركة في المجال.
فإذا وضعت وحدة شحنات موجبة حرة الحركة في المجال الكهربائي لشحنة نقطية موجبة (مثلاً) ، فإنها تتأثر بقوة كهربائية يكون اتجاهها دائماً وعند أية نقطة في المجال خارجاً من الشحنة النقطية الموجبة كما في الشكل المجاور


ولو كانت الشحنة النقطية المؤثرة السالبة فإن القوة الكهربائية المؤثرة على وحدة الشحنات الموجبة يكون اتجاهها نحو الشحنة السالبة كما في الشكل المجاور .

ولو فرض وجود وحدة الشحنات الموجبة حرة الحركة عند نقطة في المجال الكهربائي لشحنتين كهربائيتين ، إحداهما (أ) موجبة والأخرى (ب) سالبة ، كما في شكل (3) فان وحدة الشحنات الموجبة تتأثر بمحصلة قوتي التجاذب والتنافر بينهما وبين شحنتي أ ، ب وتتحرك باتجاه هذه المحصلة ، أي أن وحدة الشحنات الموجبة ترسم مساراً في المجال .