ما هي خطوط المجال الكهربائي؟
تُعرف خطوط المجال الكهربائي (بالإنجليزية: Electric Field Lines) بأنها خطوط وهمية تعبر عن المجال الكهربائي الناتج عن الشحنات الكهربائية، وعن مدى قوته، حيث تمتلك كل شحنة كهربائية مجالًا كهربائيًا معينًا يحيط بها، ويؤثر على الفراغ المحيط بها، وعلى الشحنات الأخرى المجاورة لها، وتجدر الإشارة إلى أن هذه الخطوط تخرج من الشحنة الموجة، وتدخل في الشحنة السالبة.[١][٢][٣]
تعتبر خطوط المجال الكهربائي طريقة ممتازة لتعبير عن المجالات الكهربائية، وقد تم اقتراح استخدامها لأول مرة بواسطة العالم مايكل فاراداي.
ما هي خصائص خطوط المجال الكهربائي؟
فيما يأتي ذكر لأهم الخصائص التي تتمتع بها خطوط المجال الكهربائي:[١][٢][٣]
- تعد خطوط المجال الكهربائي خطوط وهمية، وليست خطوطًا حقيقية موجودة في الواقع.
- تعبر الكثافة النسبية لخطوط المجال الكهربائية حول شحنة معينة، عن شدة المجال الكهربائي الناشئ عن هذه الشحنة، فإذا كانت خطوط المجال الكهربائي كثيفة للغاية، فهذا يعني أن شدة المجال الكهربائي كبيرة، أما إذا كانت خطوط المجال الكهربائي قليلة الكثافة، فهذا يعني أن شدة المجال الكهربائي قليلة أيضًا، على سبيل المثال، إذا تمت ملاحظة أن خطوط المجال الكهربائي بالقرب من النقطة A أكثر مقارنة بالنقطة B، فهذا يعني أن المجال الكهربائي عند النقطة A يكون أكبر من المجال الكهربائي عند النقطة B.
- لا تتقاطع خطوط المجال الكهربائي مع بعضها البعض أبدًا، لأن تقاطع هذه الخطوط يعني أن يكون للمجال الكهربائي عند تلك النقطة أكثر من اتجاه، وهذا أمر غير ممكن.
- تكون خطوط المجال الكهربائي عمودية على سطح الشحنة الكهربائية دائمًا.
- يزداد عدد خطوط المجال الكهربائي حول الشحنة الكهربائية مع زيادة حجمها، ويقل عدد هذه الخطوط مع نقصان حجمها، أي أن عدد الخطوط حول الشحنة الكبيرة أكثر منه حول الشحنة الأصغر.
- تبدأ خطوط المجال الكهربائي من الشحنة الموجبة دائمًا، وتنتهي عند الشحنة السالبة، وهذا يعني أنه لو كان لدينا شحنتان إحداهما موجبة والأخرى سالبة، فإن خوط المجال الكهربائي سوف تخرج من الشحنة الموجة، وتدخل في الشحنة السالبة.
- يجب استخدام شحنة واحدة فقط، لكي تبدأ خطوط المجال الكهربائي، أو تنتهي عند اللانهاية.
- يكون اتجاه خطوط المجال الكهربائي دائمًا بعيدًا عن الشحنة الموجبة، ونحو الشحنة السالبة أو باتجاه الشحنة السالبة.
- لا تشكل خطوط المجال الكهربائي حلقة مغلقة أبدًا.
يشير السهم الصغير المرسوم على خطوط المجال الكهربائي إلى اتجاهها.
ما هي طريقة رسم خطوط المجال الكهربائي؟
لرسم خطوط المجال الكهربائي يجب اتباع القواعد الآتية:[١][٢]
- يبدأ خط المجال الكهربائي من الشحنة المُراد رسم خطوط المجال لها، وينتهي إما عند شحنة أخرى مجاورة لها، أو عند اللانهاية إذا لم يكن ثمة شحنة أخرى بجوارها.
- تكون خطوط المجال الكهربائي قريبة من بعضها البعض، إذا كان المجال الكهربائي حول الشحنة قويًا، وتكون بعيدة عن بعضها البعض إذا كان المجال الكهربائي حول الشحنة ضعيفًا.
- يعتمد عدد خطوط المجال الكهربائي على مقدار الشحنة.
- يجب ألا تتقاطع خطوط المجال الكهربائي أبدًا.
والصورة الآتية توضح ذلك:
المراجع
- ^ أ ب ت "Electric Field Lines", byjus, Retrieved 9/2/2023. Edited.
- ^ أ ب ت "Electric Field Lines", physicsclassroom, Retrieved 9/2/2023. Edited.
- ^ أ ب "Electric Field Lines", toppr, Retrieved 9/2/2023. Edited.
