خطوط المجال الكهربائي والمغناطيسي

خطوط المجال الكهربائي والمغناطيسي إن الأشخاص المهتمين بعلم الفيزياء يجب عليهم أن يكونوا على دراية بخطوط المجال الكهربائي، بالإضافة إلى خطوط المجال المغناطيسي لذلك سنسرد لكم من خلال هذا المقال بعض المعلومات التي تخص المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي.

خطوط المجال الكهربائي والمغناطيسي

المجال الكهربائي

• إن المجال الكهربائي يعرف في علم الفيزياء بأنه المنطقة الفارغة التي تحيط بالشحنة الكهربائية والتي تتمتع بخاصية مميزة لها تعرف باسم خاصية المجال أو الحقل الكهربائي، ولهذا المجال الكهربي تأثير كبير على الأجسام المشحونة بالطاقة وهذا التعريف وضعه العالم مايكل فاراداى.
• بالإضافة إلى أنه يمكن تعريف هذا المجال الكهربائي بأنه المجال الذي ينتج من شحنة كهربية أو مغناطيسية، تقوم ببذل قوة على الجسم المشحون الذي يتواجد بهذا المجال الكهربائي.

شاهد أيضًا: كيفية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية

خطوط المجال الكهربائي

• هي عبارة عن الطريق الذي تسير فيه الشحنة الموجبة، وذلك عند وضعها داخل المجال المغناطيسي ويمكن تمثيل هذا الطريق بواسطة خط وهمي.

الخصائص التي يتميز بها المجال الكهربائي

1. إن الكثافة الخاصة بخطوط المجال الكهربائي لها علاقة طردية مع الشحنة الكهربائية.
2. إن الخطوط الخاصة بالمجال الكهربائي تسير في اتجاه ثابت من الشحنة الموجبة إلى الشحنة السالبة، ويمكن تمثيل هذا الطريق بخط وهمي.
3. وإن عدد هذه الخطوط الخاصة بالمجال الكهربائي لها علاقة طردية مع شدة المجال التي تتواجد فيه، والجدير بالذكر أن هذه الخطوط تكون عمودية على وحدة المساحات.
4. إن هذه الخطوط الكهربائية لا تستطيع اختراق السطح الخاص بالشحنة الكهربائية ولكنها تنتهي عند هذا السطح.
5. وأن خطوط المجال الكهربائي لا يمكن أن تتقاطع مع بعضها البعض.
6. أن اتجاه المماس يدل على الاتجاه الخاص بالمجال الكهربائي عند أي نقطة منه.

الخصائص التي تتميز بها خطوط المجال الكهربائي

1. هي عبارة عن خطوط تسير من الشحنة الموجبة إلى الشحنة السالبة ويتم تمثيلها بواسطة خطوط وهمية.
2. إن هذه الخطوط الكهربائية لا تتقاطع مع بعضها البعض.
3. إن كثافة خطوط المجال الكهربائي تتناسب تناسبًا طرديًا مع شدة المجال الكهربائي الذي تتواجد فيه.

تعريف المجال الكهربائي

• هو المكان الذي يتواجد حول الشحنة الكهربائية والتي يلاحظ أن القوة الخاصة بالشحنة الكهربائية تظهر منه ويمكن التعبير عنه باستخدام الرمز E.

تعريف شدة المجال الكهربائي

• هي القوة التي تستطيع أن تؤثر على الشحنة فيها على الشحنة الصغيرة الأخرى، التي يتم وضعها في منطقة معينة.

شاهد أيضًا: بحث عن مخترع المصباح الكهربائي توماس اديسون

تعريف المجال الكهربائي المنتظم

• هو المجال الكهربائي الذي تكون القيمة الخاصة به ثابتة عن جميع النقاط التي يتم تمثيلها كخط وهمي يمثل خطوط المجال الكهربائي.

كيف يمكن الحصول على المجال الكهربائي المنتظم

• يمكن الحصول على هذا المجال الكهربائي المنتظم من خلال إحضار صفيحتين مساحتهما كبيرة.
  • ويتم وضعهما بصورة متوازية على بعد مسافة صغيرة من بعضهما ويتم شحن الصفيحة الأولى بشحنة موجبة، بينما يتم شحن الصفيحة الثانية بشحنة سالبة وتمتلك كلتا الصفيحتين نفس مقدار الشحنة الكهربائية.
• والجدير بالذكر أن شدة المجال الخاصة بالمجال الكهربائي المنتظم تكون متساوية، بالإضافة إلى أنها تكون في نفس اتجاه المجال.

المجال المغناطيسي

• هو عبارة عن القوة المغناطيسية التي من الممكن أن تنشأ حول الجسم الذي يمر بداخله تيار كهربائي أو من الممكن التعبير عنها، بأنها المنطقة التي تتواجد حول المغناطيس.
• يمكن تمثيل المجال المغناطيسي من خلال وضع إبرة خاصة ببوصلة بداخل مجال مغناطيسي.
  • ستلاحظ حينها انحراف إبرة البوصلة في اتجاه معين والتي يمكن من خلالها تحديد اتجاهات خطوط المجال المغناطيسي.
• الجدير بالذكر أن جميع الأجسام المشحونة التي تتحرك تمتلك مجالَا مغناطيسيًا يحيط بها.
  • بالإضافة إلى أن الإلكترونات التي تدور حول الذرة تشكل أيضًا مجال مغناطيسيًا خاصًا بها.
  • يعتمد على سرعة الحركة التي تقوم بها.
  • ولكن هذا المجال الناشئ عن حركة الإلكترونات يكون معقدًا بعض الشيء.
• إن خطوط المجال المغناطيسي تكون على هيئة دوائر يكون لها مركز واحد فقط.
  • وتلك الدوائر تتكون حول سلك يكر به تيار كهربائي.
• إن قوة المجال المغناطيسي الناشئ تتناسب تناسبًا عكسيًا مع مربع مسافة السلك الذي يمر به التيار الكهربائي.
• يمكن من خلال القاعدة التي تعرف باسم قاعدة قبضة اليد التعرف على الاتجاه الذي يسير فيه المجال المغناطيسي.

خصائص المغناطيس

• إن المغناطيس يمتلك قطبان هما القطب الشمالي والقطب الجنوبي.
• عند تعليق المغناطيس في الهواء بحيث يصبح حرًا، نجد أن المغناطيس يتجه نحو الشمال والجنوب.
• إن قوة الجذب المغناطيسي تكون أكثر ما يمكن عند القطب الشمالي والقطب الجنوبي.
  • ولكنها تقل عند أي منطقة أخرى.
• ان الأقطاب المتشابهة تتنافر مع بعضها البعض، بينما الأقطاب المتضادة تتجاذب مع بعضها البعض.
• إذا تم قطع المغناطيس عند أي نقطة فإنه يقوم بتكوين قطب شمالي وجنوبي له، حيث أن المغناطيس لا يمكن أن يكون له قطب واحد فقط.

شاهد أيضًا: تعريف القوة المغناطيسية

المجال المغناطيسي الخاص بكوكب الأرض

• المجال المغناطيسي الخاص بكوكب الأرض يعد كوكب الأرض هو الكوكب الصخري الوحيد الذي يتواجد بداخل المجموعة الشمسية الذي يمتلك مجالًا مغناطيسيًا.
  • والذي يتواجد نتيجة للمواد الصهارة التي تتواجد في طبقة تعرف باسم الدثار في باطن الأرض.
  • وتكون مشحونة كهربائيًا وعند تحرك هذه الصهارة ينتج المجال المغناطيسي.
• هكذا يعد أيضًا كوكب عطارد من الكواكب التي تمتلك مجالًا مغناطيسيًا والتي تتواجد في المجموعة الشمسية، ولكنه لا يعد من الكواكب الصخرية.