الكهربائية 1

جامعة بابل - كلية التربية الأساسية – قسم العلوم – محاضرات الكهربائية 1 - للمرحلة الثانية- فرع الفيزياء – للعام الدراسي 2018_2019 م . م سفير عبد الكريم الساعاتي
المحاضرة الرابعة من ( 1 – 8 )
كيفية حساب شدة المجال الكهربائي

(1) نرقم الشحنات المراد إيجاد المجال الكهربي لها.
(2) نحدد اتجاه المجال الكهربي لكل شحنة على حده عند النقطة المراد إيجاد محصلة المجال عندها ولتكن النقطة p، يكون اتجاه المجال خارجاً من النقطة p إذا كانت الشحنة موجبة ويكون اتجاه المجال داخلاً إلى النقطة إذا كانت الشحنة سالبة .
(3) يكون المجال الكهربي الكلي هو الجمع الاتجاهي لمتجهات المجال

Ep = E1 + E2 + E3 +E4

(4) إذا كان لا يجمع متجهات المجال خط عمل واحد نحلل كل متجه إلى مركبتين في اتجاه محوري x و y
(5) نجمع مركبات المحور x على حده ومركبات المحور y. Ex = E1x + E2x + E3x +E4x
Ey = E1y + E2y + E3y +E4y

(6) تكون قيمة المجال الكهربي عند النقطة الفراغ هي
(7) يكون اتجاه المجال هو





Electric field linesخطوط القوة الكهربائية
لم تكن فكرة استحداث مفهوم خطوط المجال الكهربائي من قبل الإنكليزي ميشيل فاراداي إلا محاولة لرؤية تركيب المجال الكهربائي الناشئ عن توزيع معين من الشحنات.
إن تأثير شحنة الاختبار الموضوعة عند نقطة ما في مجال كهربائي وتحركها باتجاه محصلة القوى الكهربائية المؤثرة عليها وفق المعادلة يعطي طريقة في كيفية رسم خط القوة الكهربائية الذي يعرف بأنه المسار الذي تسلكه شحنة اختبارية موجبة موضوعة في نقطة ما في المجال الكهربائي.
إن خطوط القوة الكهربائية في المجال الكهربائي هي خطوط وهمية تنفذ خلال المجال الكهربائي، تنبع وتتجه بعيداً عن الشحنات الموجبة وتصب وتتجه نحو الشحنات السالب ، بحيث يكون اتجاهها في أي نقطة (نعني باتجاه مماسها) هو اتجاه المجال من تلك النقطة. إلا انه ليس من الضروري أن تكون كذلك دائماً، فقد تكون خطوط القوة مغلقة على نفسها كما في حالة المجال الكهربائي المتولد عن المجال المغناطيسي المتغير.
ملاحظة :
1 - المماس لخط القوة الكهربائية عند أي نقطة هو يمثل اتجاه اتجاه المجال الكهربائي
2 - تتناسب عدد خطوط القوة الكهربائية لوحدة المساحة مع مقدار المجال الكهربائي
أمثلة متنوعة توضح شكل خطوط المجال الكهربائي























• ملاحظة مهمة
1 – تتجه خطوط المجال من الشحنة الموجبة نحو السالبة
2 – لا تتقاطع خطوط المجال الكهربائي مع بعضها
أمثلة محلولة عن المجال الكهربي
Example 1
احسب محصلة المجال الكهربائي عند النقطة p الناتج من وجود الشحنات حسب الشكل
Find the electric field at point p in figure due to the charges shown.

Solution

Ex = E1 - E2 = -36?104N/C
Ey = E3 = 28.8?104N/C

Ep = ?(36?104)2+(28.8?104)2 = 46.1N/C , ? = 141o

الشكل يبين المحصلة و اتجاهها


Example 2

احسب محصلة المجال عند النقطة P علما ان
q = 1*10-7C and a = 5cm.
Solution

E1 = 3.6*105 N/C,
E2 = 1.8 * 105 N/C,
E3 = 7.2 * 105 N/C

اذن محصلة المجال الكهربائي عند النقطة P :
E2x = E2 cos45
E2y = E2 sin45
Ex = E3 - E2cos45 = 7.2´105 - 1.8 ´ 105 cos45 = 6 ´ 105 N/C
Ey = -E1 - E2sin45 = -3.6´105 - 1.8 ´ 105 sin45 = - 4.8 ´ 105 N/C

Example 3
حدد النقطة التي تكون فيها شدة المجال الكهربائي يساوي صفر علما ان a = 50cm

Solution
E1 = E2
, d = 30cm