اذا زادت شدة المجال الكهربائي على شحنة اختبار، فإن القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الاختبار تقل ، هل هذه العبارة صحيحة أم خاطئة؟ تعتبر قوانين الحقول الكهربائية من أهم قوانين الفيزياء الكهربائية، وللمجالات الكهربائية عدة أنواع وتطبيقات من المهم معرفتها كأساسيات للدخول في علوم الكهرباء لطلاب المرحلة الثانوية. مفهوم المجال الكهربائي نشأ مفهوم الحقل الكهربائي بداية من مفهوم القوة الكهربائية حيث كانت تعبر القوة الكهربائية عن تفاعل مباشر بين شحنتين تقعان بالقرب من بعضهما البعض، واستعاض العلماء عن ذلك بمفهوم الحقل الكهربائي، بأن يقال إن لكل شحنة مجال كهربائي يمتد إلى المحيط، وتعتبر القوة المؤثرة على أية شحنة موجودة في محيط الشحنة الأولى، هي قوة التفاعل بين المجال الكهربائي والشحنة الثانية. [1] ويمكن تعريف الحقل الكهربائي رياضيًا بأنه حقل متجه مرتبط بنقاط في الفضاء، حيث أن مقدار القوة المطبقة على كل واحدة من الشحنة، هي القوة المطبقة على واحدة شحنة اختبار موجبة عند السكون وفي نفس النقطة، كما يمكن اعتبار المجال الكهربائي خاصية مرتبطة بكل نقطة في الفضاء حيث توجد الشحنة بأي شكل، ويمكن وصف المجال الكهربائي بأنه القوة الكهربائية لكل واحدة شحنة، ويتم إنشاء المجال المغناطيسي بواسطة الشحنة الكهربائية أو المجالات المغناطيسية المتغيرة.
ما هي شدة المجال الكهربائي؟ المجال الكهربائي داخل تجويف موصل المجال الكهربائي عند سطح موصل توزيعات المجال الكهربائي ما هي شدة المجال الكهربائي؟ يوصف المجال الكهربائي من حيث القوة المؤثرة على الشحنة، فإذا كان الجهد الكهربائي معروفًا في كل نقطة في منطقة من الفضاء، فيمكن اشتقاق المجال الكهربائي من الجهد، حيث يكون في تدوين حساب التفاضل والتكامل المتجه، يُعطى المجال الكهربائي بالسالب لتدرج الجهد الكهربائي ، E = grad V، إذ يحدد هذا التعبير كيفية حساب المجال الكهربائي عند نقطة معينة. نظرًا لأن المجال متجه، فإن له اتجاه وحجم، حيث الاتجاه هو الذي تقل فيه الامكانات بسرعة أكبر، مبتعدة عن النقطة، كما أن حجم المجال هو التغير في الجهد عبر مسافة صغيرة في الاتجاه المشار إليه مقسومًا على تلك المسافة. المجال الكهربائي داخل تجويف موصل: للتوضيح أكثر بالإمكانات الكهربائية، يتم تقديم حل محدد رقميًا لتكوين ثنائي الأبعاد للأقطاب الكهربائية، حيث يتم الاحتفاظ بقضيب موصل دائري طويل بجهد كهربائي 20 فولت، وبجانب القضيب، يتم الاحتفاظ بقوس طويل على شكل حرف L، مصنوع أيضًا من مادة موصلة، بجهد +20 فولت. يتم وضع كل من القضيب والقوس داخل أنبوب معدني طويل مجوف بمقطع عرضي مربع؛ هذه العلبة عند احتمالية الصفر (أي أنها عند إمكانية "الأرض")، ونظرًا لأن الوضع ثابت، فإنه لا يوجد مجال كهربائي داخل مادة الموصلات ، وإذا كان هناك مثل هذا المجال، فإن الشحنات التي يمكن نقلها بحرية في مادة موصلة ستفعل ذلك حتى يتم الوصول إلى التوازن.
وبناءا على هذا القانون يظهر أن هناك علاقة تناسب بشكل طردي بين القيمة الخاصة بشدة مجال الكهرباء من ناحية، وقيمة القوة التي تطبق على الشحن الخاصة بالاختبار من جهة أخرى، وهذا يعني إذا تم حدوث زيادة في أحد أطراف العلاقة فإن الطرف الآخر يزداد أيضا، وبتطبيق هذه العلاقة نستنتج الآتي. طبقا لهذه العلاقة الطردية نجد أن العبارة المذكورة في بداية المقال والتي نريد معرفة ما إذا كانت صحيحة أم خاطئة وهي عبارة إذا زادت شدة المجال الكهربائي على شحنة اختبار، فإن القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الاختبار تقل، هي عبارة غير صحيحة. شاهد ايضًا:- ينص مبدأ باسكال أن قوة الدفع المؤثرة في جسم داخل مائع تساوي وزن المائع الذي يزيحه هذا الجسم خطوط الحقل الكهربائي يتم وضع الرسوم التصورية الخاصة بمجالات الكهرباء عن طريق ما يسمى بخطوط الحقول الكهربائية التي وضعها أحد العلماء وهو مايكل فاراداي، وهناك حالة من التطابق بين الاتجاهات الخاصة بخطوط مجالات الكهرباء في إحدى النقاط مع الاتجاه الخاص بها، كما أن هذه الخطوات لها المميزات التالية: تقاطع أي من خطوط المجالات الكهربائية يعني أن هناك اتجاهين لهذا المجال، وهذا لا يمكن حدوثه، فكل مجال كهربي له اتجاه واحد.