هل للأرض مجال كهربائي؟ 7 حقائق يجب أن تعرفها


يعطي الفضاء حول الجسيمات المشحونة مجالًا ماديًا يسمى الحقل الكهربائي. إذا تم التعامل مع الأرض على أنها شحنة ، فلنناقش المجال الكهربائي المحيط بالأرض.

الأرض لديها مجال كهربائي. يحتوي اللب الداخلي للأرض على معادن في حالة منصهرة. يولد تدفق المعدن السائل تيارًا كهربائيًا تقليديًا في اللب وهو ما يتضح في المجال الكهربائي للأرض.

يشير المجال الكهربائي للأرض دائمًا عموديًا إلى السطح نحو الأسفل. دعونا نقدم بعض الحقائق حول متى وكيف يكون للأرض مجال كهربائي في هذا المنشور.

 متى يكون للأرض ملف الحقل الكهربائي؟

ترتبط عواقب المجال الكهربائي للأرض بتفريغ الجسيمات المشحونة في الفضاء. دعونا نركز على وجود مجال كهربائي على الأرض.

تحتوي الأرض على مجال كهربائي عندما يتأين الهواء بسبب تشعيع الأشعة الكونية التي تحمل الجسيمات المشحونة. يخلق وجود المجال الكهربائي على الأرض المرتبط بتأين الهواء فصلًا مكانيًا للشحنات الموجبة والسالبة في الغلاف الجوي.

يقوم الهواء المؤين بتفريغ الشحنات الكهربائية في الغلاف الجوي الأيونوسفير للأرض الذي يعمل كدرع. تؤدي العواصف الرعدية أيضًا إلى تفريغ شحنات كهربائية في الهواء مما أدى أيضًا إلى إنشاء مجال كهربائي على الأرض.

المجال الكهربائي المتولد في طبقة الأيونوسفير
صورة ائتمانات: المشاعات ويكيميديا

هل المجال الكهربائي هو نفسه في كل مكان؟

ينشأ المجال الكهربائي عمومًا من التيار الكهربائي المتغير بمرور الوقت. نظرًا لأن التيار يمكن أن يتغير ، دعنا نعرف ما إذا كان المجال الكهربائي هو نفسه في كل نقطة.

لا يمكن أن يكون المجال الكهربائي هو نفسه في كل مكان. لأنه وفقًا لقانون كولوم ، يمكن أن تختلف القوة المبذولة بين الشحنات باختلاف المسافة. نظرًا لأن المجال الكهربائي يصف القوة المؤثرة على الشحنات ، فإن هذا المجال يتغير مع تغير المسافة.

دليل آخر على التوزيع غير المتكافئ للمجال الكهربائي هو أقطاب الأرض. في كلا قطبي الأرض ، تكون شدة المجال الكهربائي أكثر لأن كمية كبيرة من الإشعاعات الكونية تضرب القطبين ، وبالتالي فإن تفريغ الشحنات يكون أكثر في القطبين ، وبالتالي فإن المجال الكهربائي هو منطقة أخرى نسبيًا.

لماذا الأرض لديها مجال كهربائي؟

 المجال الكهربائي للأرض هو مجال المسافة القصيرة ويتم إنشاؤه بواسطة الظواهر الديناميكية. دعونا نجد الدافع وراء المجال الكهربائي للأرض.

الأرض لديها مجال كهربائي بسبب أيونات الوشاح الداخلي وأشعة الأشعة الكونية. يحتوي اللب الداخلي على كمية هائلة من المعدن الذي ينتج عنه إلكترونات حرة aن المجال الكهربائي. تتكون الأشعة الكونية التي تدخل الأرض في القطب من جسيمات مشحونة تساهم في المجال الكهربائي.

الظواهر الأخرى مثل الاحتكاك البشري ، وشحنات تراكم الأجسام ، والسحب ، والعواصف الرعدية يمكن أن تسبب أيضًا مجالًا كهربائيًا للأرض. لكن هذا المجال الكهربائي للأرض ليس مستمرًا. إن المجال الكهربائي الناتج عن الأيونات المعدنية في القشرة هو سبب توليد المجالات المغناطيسية على الأرض.

هل الأرض مشحونة سلبا أم إيجابا ولماذا؟

عدد البروتونات والإلكترونات يحدد الجسم على أنه موجب أو سالب الشحنة. دعونا نناقش ما إذا كانت الأرض موجبة أو سالبة الشحنة كشحنة واحدة.

الأرض محايدة ككل لأنها تحمل الشحنات الموجبة والسالبة بنسب متساوية. وفقًا لمبدأ حيادية الشحنة ، فإن سطح الأرض مشحون سالبًا والجزء الداخلي مشحون إيجابيًا والذي يتم إلغاؤه ، وبالتالي فإن الشحنة الكلية للأرض تساوي صفرًا.

تؤدي درجة الحرارة والضغط المرتفعة للغاية في النواة الداخلية إلى تأين الذرة ، وبالتالي تخلق الفتحة التي تحمل الشحنة الموجبة. ومع ذلك ، فإن الهواء فوق السطح في الغلاف الجوي مشحون بشكل إيجابي.

ما هي كمية الكهرباء الموجودة في باطن الأرض؟

الأرض موجبة كهربائيًا ويمكنها بسهولة جذب الشحنات السالبة من السطح ، لذلك أخبرنا بكمية الكهرباء في الأرض.

تتكون الأرض من 0 فولت من الكهرباء. عندما تدخل الشحنات السالبة من السطح إلى الأرض ، يتم إلغاء الشحنات الموجبة والسالبة ، بحيث لا يمكن أن تتدفق الكهرباء في الأرض. يصل التيار حوالي 1800 أمبير إلى سطح الأرض ولكنه لا يستمر في الأرض.

يتم توصيل الطرف السالب لأسلاك المبنى بالأرض لأغراض السلامة لأن الأرض يمكن أن تقبل الشحنات السالبة وتمنع التدفق الكهربائي الزائد.

 لماذا يتدفق التيار إلى الأرض؟

يرتبط تدفق التيار بتدفق الإلكترونات الحرة المتاحة في مادة معينة. لذا ، دعونا نجد سبب التدفق الحالي في الأرض.

تعتبر الأرض مكانًا جذابًا لتدفق التيار لأن الأرض مشحونة بشكل إيجابي ويتكون الغلاف الجوي من عدد أكبر من الشحنات السالبة. الشحنات السالبة هي مصدر التدفق الحالي. بسبب تصادم الغلاف الجوي مع الشحنات السالبة ، يتدفق التيار إلى الأرض.

أين تذهب الكهرباء من الأرض عند عدم استخدامها؟

الكهرباء هي أيضًا طاقة لا يتم إنشاؤها ولا تدميرها حتى عند عدم استخدامها. لذا ، دعنا نتعرف على الكهرباء غير المستخدمة في الأرض.

ستبقى الكهرباء في الأرض حتى لو لم يتم استخدامها. ستبقى الكهرباء في الإلكترونات الحرة كطاقة وتتبدد في الهواء. تنتقل هذه الكهرباء بين السحابة والأرض عبر الهواء للحفاظ على الأرض محايدة كهربائيًا.

مفهوم كهرباء الغلاف الجوي يبدأ بالإيديولوجية المذكورة أعلاه. تستمر الشحنات الكهربائية في التحرك بين سطح الأرض والغلاف الجوي والأيونوسفير مكونة دوائر كهربائية الغلاف الجوي العالمية. في بعض الأحيان تتصادم الشحنات مع الجسيمات المشحونة الأخرى في الغلاف الجوي.

في الختام

دعونا ننهي هذا المنشور بالقول إن المجال الكهربائي للأرض مشابه للحقل المغناطيسي للأرض ولكن الاختلاف الوحيد هو أن المجال الكهربائي للأرض غير مستمر. يعتبر تفريغ الشحنات الكهربائية أثناء البرق أيضًا سببًا لوجود مجالات كهربائية على الأرض.

كيرثي مورثي

أنا Keerthi K Murthy ، لقد أكملت التخرج في الفيزياء ، مع التخصص في مجال فيزياء الجوامد. لطالما اعتبرت الفيزياء كموضوع أساسي مرتبط بحياتنا اليومية. كوني طالب علوم أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في الفيزياء. ككاتب ، هدفي هو الوصول إلى القراء بالطريقة المبسطة من خلال مقالاتي. تصلني - keerthikmurthy24@gmail.com

آخر المقالات

الرابط هل الوقود الأحفوري طاقة حرارية جوفية؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل الوقود الأحفوري طاقة حرارية جوفية؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

يتم إنشاء الوقود الأحفوري من تعفن الحيوانات والنباتات. دعونا نناقش ما إذا كان الوقود الأحفوري هو طاقة حرارية أرضية أم لا. لا يمكن اعتبار الوقود الأحفوري طاقة حرارية جوفية ....

رابط إلى هل يؤثر الشحن على المجال الكهربائي؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل الشحنة تؤثر على المجال الكهربائي؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

يتم إنتاج المجال الكهربائي بشكل أساسي بسبب الشحنة. دعونا نرى كيف تكون شحنة الجسيم مسؤولة عن التغيرات في المجال الكهربائي. تؤثر الشحنة بشكل كبير على الكهرباء ...