جدول المحتويات
المجال الكهربائي
ينتشر وينشأ المجال الكهربائي بصورة كبيرة؛ وذلك عن طريق الشحنات الكهربائية التي تمتلكها الأجسام، كما ينشأ عن طريق المجال المغناطيسي، ويعد المجال الكهربائي أحد أهم مظاهر القوة الكهرومغناطيسية، وهو يحيط بالشحنة الكهربائية، وتكون قوته للشحنات عبارة عن تجاذب أو تنافر عليها، ويتحمل هذا المجال مسؤولية قوة الجذب بين نواة الذرة والإلكترونات، وُيشهد له بدوره الكبير في العديد من المجالات؛ وأهمها مجال الفيزياء.
شدة المجال الكهربائي
تعرف شدة المجال الكهربائي بأنها كمية فيزيائية متجهة لها مقدار واتجاه، حيث يتم استخدامها بشكل كبير في الكهرباء الساكنة، ومن أهم خصائص المجال الكهربائي هي شدة المجال، حيث تعطي صورة كاملة وواضحة عن قوة هذا المجال من حيث الزيادة والنقصان، تتناسب شدته بشكل طردي مع القوة الناتجة؛ فكلما كانت شدة المجال الكهربائي عند نقطة معينة كبيرة؛ فهذا يعني أن الشحنة الكهربائية سوف تواجه قوة كبيرة عند نفس النقطة.
ما هي وحدة قياس شدة المجال الكهربائي
تقاس شدة المجال الكهربائي بوحدة قياس تسمى الأمبير؛ حيث تعد الأمبير من الوحدات الكبيرة نسبياً، كما تعتبر من أهم الوحدات الرئيسية السبعة الموجودة في النظام المتري، ويرمز لهذه الوحدة بالرمز A، وقد تم تسميتها بهذا الإسم نسبة للعالم الفيزيائي الفرنسي، أندري ماري أمبير، الذي أجرى العديد من الأبحاث والدراسات الخاصة بالتيار الكهربائي، ويتم استخدام الأمبير بشكل معتمد عليه في المنازل، وخاصة في عدة أجهزة منها؛ الثلاجات والتلفاز والغسالات.
يُعرف الأمبير علمياً بأنه مقدار شدة التيار الناتجة عن مرور شحنة كهربائية مقدارها 1 كولوم في موصل معين خلال فترة زمنية مقدارها ثانية واحدة، كما يعرَف بأنه شدة التيار الكهربائي المار في سلكين متوازيين مفصولين عن بعضهما مسافة مقدارها متر واحد، ويوجد وحدات أصغر غير وحدة الأمبير تسهل الحسابات الرياضية، وأهمها: ميلي أمبير، مللي أمبير.
العلاقة بين الأمبير والفولت
سميت وحدة فولت بهذا الاسم نسبة إلى العالم الإيطالي، ألساندرو فولتا، الذي اخترع البطارية الكهربائية عام 1800م ، ويُرمز لها بالرمز (V)، ومن أشهر قيمه: 110 و220 و180، وهي تُعرف بالعلاقة الناتجة بين التيار الكهربائي والجهد، حيث إن وحدة قياس الجهد هي الفولت، ووحدة قياس التيار الكهربائي هي الأمبير، وحسب هذه المعلومات فإن قانون أوم للمقاومة يعني أن:
1 أمبير= 1 فولت؛ أي أن التيار=الجهد/المقاومة.
كما أن حاصل ضرب 1 أمبير* 1 فولت يعطي مقدار الطاقة الكهربائية؛ أي أن 1 واط = 1 أمبير*1 فولت.
قانون شدة المجال الكهربائي
إن قانون شدة المجال الكهربائي يعرف بقانون كولوم؛ حيث يوضّح مدى تأثير قوة الشحنة على شحنة أخرى تقع على مسافة معروفة عنها، ويُرمز إلى شدة المجال الكهربائي بالرمز “م”، ويمكن كتابة قانون شدة المجال الكهربائي بالرموز على الصورة الآتية: م= ق/ش؛ حيث يرجع رمز “ق” إلى القوة، ورمز “ش” إلى الشحنة الكهربائية، ومن خلال قانون شدة المجال ستكون الوحدات القياسية للقانون؛ هي نيوتن/ كولوم.
استخدامات قانون شدة المجال الكهربائي
يوجد عدة استخدامات لقانون المجال الكهربائي، نشير إلى بعض منها على النحو التالي:
- إيجاد قيمة القوة الكهربائية من خلال ضرب الشحنة بشدة المجال الكهربائي.
- إيجاد قيمة شحنة الاختبار من خلال قسمة كل من القوة على شدة المجال الكهربائي.
- اعتبار شدة المجال الكهربائي بمثابة قوة لكل وحدة شحنة موجبة.
- إيجاد اتجاه المجال الكهربائي من خلال وضع شحنة اختبار.
- إيجاد حجم المجال الكهربائي المعتمد على شحنة المصدر.
