المجال الكهربائي

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 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.
وفي بعض الأحيان عندما يكون الكلام عن شحنة معزولة أو كرة مشحونة موجبة كانت أم سالبة فان مجالها يمثل بهيئة خطوط (مستقيمة) حيث تتجه بالقرب من الكرة الموجبة قطرياً إلى الخارج بعيداً عنها وعلى المسارات المبينة في الشكل (2-a2) ، وتتجه بالقرب من الكرة السالبة قطرياً إلى الداخل نحو الكرة المشحونة على المسارات المبينة في الشكل (2-b2) ، وهذا ما يدلل علية اتجاه حركة الشحنة الاختيارية داخل مجال الشحنتين
إن خطوط القوة الكهربائية لا تتقاطع مع بعضها مطلقاً لان تقاطعها في أي نقطة في المجال يعني إن هناك أكثر من اتجاه للمجال الكهربائي وهذا غير وارد.
يرينا الشكل (2-3) خطوط القوة لمجال كهربائي حول شحنتين متساويتين بالمقدار ومختلفتين بالإشارة تفصلهما مسافة صغيرة كما في بروتون وإلكترون ذرة الهيدروجين ، وهذا ما






يدعى بثنائي القطب الكهربائي Electric Dipole. ويبدو من الشكل أن المماس لخط القوة في نقطة p يمثل متجه شدة المجال الكهربائي E.










أما الشكل (2-4) فيوضح خريطة المجال القائم بجوار شحنتين متساويتين بالمقدار ومتشابهتين بالإشارة كما في بروتوني جزيئة الهيدروجين. ولابد للطالب أن يدرك بأن المجال الكهربائي يساوي صفراً عند نقطة منتصف المسافة بين الشحنتين.










أن خريطة المجال القائم بجوار شحنتين مختلفتين في المقدار والإشارة الأولى والثانية –q يوضحها الشكل (2-5)، إذ يبدو من الشكل أن عدد الخطوط الخارجة من الشحنة تساوي ضعف الخطوط الداخلة إلى الشحنة –q . هنا نصف الخطوط الخارجة من الشحنة الموجبة تدخل الشحنة السالبة، أما النصف الباقي من الخطوط يفترض أن تنتهي في شحنة سالبة موجودة على مسافة اكبر بكثير من المسافة الفاصلة بين الشحنتين و –q وان عددها يكافئ عدد الخطوط الصادرة من شحنة +q .