متى يكون المجال الكهربائي ثابتًا؟ 7 حقائق يجب أن تعرفها


يقال إن أي كيان مادي يكون ثابتًا فقط عندما لا يكون هناك تغيير يحدث مع مرور الوقت. دعونا نناقش حالة المجال الكهربائي المستمر.

يكون المجال الكهربي ثابتًا عندما يكون المشتق الجزئي لقوة المجال لكل وحدة شحنة مع الوقت صفرًا. يشير المجال الكهربائي الثابت إلى أن المجال الكهربائي لا يتناوب بسرعة ويتحرك بحرية في منطقة معينة. ستكون قوة المجال الكهربائي هي نفسها في جميع أنحاء المنطقة.

يرتبط المجال الكهربائي بالمسافة بين الشحنات. إذا كانت المسافة بين الشحنتين لا تتغير مع الوقت ، فسيكون الحقل الناتج بسبب الرسوم ثابتًا. دعونا نقدم بعض الحقائق الأكثر إثارة للاهتمام فيما يتعلق بالمجال الكهربائي الثابت في هذا المنشور.

كيف ثابت المجال الكهربائي؟

يعتمد المجال الكهربائي على القوة المؤثرة على الشحنات. الآن ، دعونا نركز على كيف سيكون المجال الكهربائي ثابتًا.

المجال الكهربائي ثابت بسبب الشحنات الثابتة. عندما تكون الشحنات في حالة ثابتة ، فإنها تكتسب طاقة كامنة. لذلك يلزم بذل بعض القوة للتأثير على شحنة الوحدة لإنتاج مجال كهربائي. إذا كانت القوة المطبقة لكل وحدة شحنة ثابتة ، فسيكون المجال الكهربائي ثابتًا.

يرتبط مفهوم المجال الكهربائي الثابت أيضًا بفرق الجهد الناتج عن المجال الكهربائي. إذا اختلف الجهد الكهربائي بشكل موحد ، فسيكون ميل الجهد الكهربائي ثابتًا مما ينتج عنه مجال كهربائي ثابت. في السلك ، يكون المجال الكهربائي ثابتًا لأن تدفق الإلكترونات على طول السلك ثابت.

هل المجال الكهربائي ثابت دائما؟

يرتبط المجال الكهربائي بتوزيع الشحنة في المنطقة وسرعة الانجراف. دعونا نوضح ما إذا كان المجال الكهربائي ثابتًا دائمًا أم لا.

لا يكون المجال الكهربائي ثابتًا دائمًا ، فهو يختلف وفقًا لتوزيع الشحنة وسرعة الانجراف. تتغير سرعة الانجراف مع تدفق الشحنات. بشكل عام ، لا يكون المجال الكهربائي مستمرًا لأن توزيع الشحنة غير متساوٍ.

يساهم الجهد الكهربائي أيضًا في المجال الكهربائي الثابت. في بعض الأحيان ، يصبح المجال الكهربائي عبر السلك ثابتًا بسبب طوله الثابت بحيث يصبح المجال الكهربائي عبر السلك صفراً لأنه لا توجد قوة مطلوبة لتدفق الشحنة خلالها.

هل المجال الكهربائي ثابت في الدائرة؟

يتم تمثيل المجال الكهربائي من خلال تدفق التيار في الدائرة. دعونا نتحقق مما إذا كان المجال الكهربائي ثابتًا في الدائرة أم لا.

في الدائرة ، إذا كان التيار الثابت يتدفق عبر الدائرة ، فسيكون المجال الكهربائي ثابتًا. تتكون الدائرة من أسلاك لنقل التيار ، بحيث يمكن للأسلاك أن تحمل كمية محدودة من التيار بسبب طولها ومساحة المقطع العرضي. هذا يجعل هذه الدائرة تمارس مجالًا كهربائيًا ثابتًا.

لا يكون المجال الكهربائي عبر الدائرة ثابتًا دائمًا على الرغم من تدفق تيار ثابت من خلالها. تؤثر بعض الظروف الفيزيائية مثل درجة الحرارة والضغط على الدائرة الحقل الكهربائي.

لماذا المجال الكهربائي داخل الموصل ثابت؟

يتكون الموصل من عدد كبير من الإلكترونات الحرة وهو ممر لتدفق التيار. دعونا نجد سبب المجال الكهربائي الثابت في الموصل.

يكون المجال الكهربي داخل الموصل دائمًا صفرًا وليس ثابتًا لأن الشحنات يمكن أن تتواجد فقط على سطح الموصل. لا توجد شحنة متاحة في الداخل لتوليد مجال كهربائي. فرق الجهد بين النقطتين داخل الموصل يساوي صفرًا أيضًا.

لا توجد شحنة داخل موصل وبالتالي لا يوجد مجال كهربائي
صورة ائتمانات: المشاعات ويكيميديا

إذا كان المجال الكهربائي الثابت موجودًا داخل الموصل ، فإن الإلكترونات تنجرف بعيدًا في الاتجاه المعاكس بسرعة ثابتة. لتجنب مثل هذا السلوك البغيض ، لا توجد شحنة داخل الموصل ولن يولد أي مجال كهربائي داخل الموصل ولكن الجهد الكهربائي ثابت داخل الموصل.

ما هي الحالة المستقرة في الدائرة الكهربائية؟

يشير مصطلح ثابت إلى عدم حدوث تغيير في النظام المادي. دعونا نتعلم معنى الحالة المستقرة في الدائرة الكهربائية.

يقال إن الدائرة الكهربائية في حالة مستقرة إذا كان هناك كمية ثابتة من التيار تتدفق في كل نقطة من الدائرة. في الدوائر الكهربائية العملية ، تتحقق حالة الاستقرار لفترة قصيرة فقط.

في الحالة المستقرة للدائرة الكهربائية ، يكون عدد الشحنات المتدفقة إلى الدائرة مساويًا لعدد الشحنات المتدفقة من الدائرة. هذا يعني أنه في النهاية ، تتبع الحالة المستقرة للدائرة الكهربائية حكم كيرشوف الحالي.

مشكلة محلولة

تميل شحنة صغيرة مقدارها 6mC إلى توليد مجال كهربائي ثابت عندما تكون القوة 15 × 10-5يتم ممارسة N عليه. احسب قيمة المجال الكهربائي الثابت الناتج عن الشحنة.

حل:

معطى –الشحن q = 6mC = 6 × 10-3C

القوة المؤثرة على الشحنة F = 15 × 10-5N

يتم حساب المجال الكهربائي باستخدام الصيغة F = qE

أين ، E هو المجال الكهربائي.

عند إعادة ترتيب المعادلة

استبدال القيم ، نحصل عليها

E = 0.025N / C.

في الختام

دعونا نختتم هذا المنشور بالقول إن المجال الكهربائي عبارة عن كمية متجهة مرتبطة بالخاصية الكهربائية للشحنات. تعتمد الطبيعة الثابتة للمجال الكهربائي على فرق الجهد والمشتق الزمني للقوة لكل وحدة شحنة.

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

link to Force On Moving Charge in Electric Field: عدة مناهج وأمثلة على المشكلات

القوة على تحريك الشحنة في المجال الكهربائي: عدة مناهج وأمثلة للمشكلة

يتم تحديد القوة المؤثرة على الشحنة المتحركة في المجال الكهربائي عندما يتحرك الجسيم المشحون بدون تسارع وينتج مجالًا كهربائيًا. أولاً ، يتم إنشاء مجال كهربائي عندما يكون اثنان على التوازي ...

رابط إلى المجال الكهربائي بين لوحين: الصيغة ، الحجم ، الاتجاه ، الأسئلة الشائعة حول Imp

المجال الكهربائي بين لوحين: الصيغة ، والحجم ، والاتجاه ، والأسئلة الشائعة للعنف

في هذه المقالة ، سنستخدم قانون غاوس لحساب المجال الكهربائي بين لوحين والمجال الكهربائي لمكثف. المجال الكهربائي بين لوحين: المجال الكهربائي هو ...