شرح المجال الكهربائي ببساطة كيف تعمل القوى الكهربائية عن بُعد

الان عندما نضيف شحنه سالبه بجانب هذه الشحنه سيصير لدينا هذا الشكل المشهور باسم الكتريك دايبول طبعا لا تغير ابدا في مفهوم المجال الكهربائي كما قلت تبقى هذه الخطوط عباره عن رمز تخبرنا بتاثير القوه الكهربائيه على هذه النقطه في حال وجود شحنه فيها لو ابدلناها بشحنه سالبه فسيصير هنالك تنافر بين هاتين الشحنتين وبالتالي سيكون شكل المجال الكهربائي هكذا فقال الشحنه تخلق مجالا في المكان ثم بعد تطوير فكره المجال هذه جاء ماكسويل فكتب القوانين الديناميكيه لهذا المجال هكذا صار المجال كيانا فيزيائيا له سلوك وقواعد سنتطرق ان شاء الله في ختام هذه السلسله لهذه القوانين ونشرحها واحدا تلو الاخر لكن قبل ذلك لابد ان يكون لدينا فهم جيد لاساسيات الكهرباء، كيف سنحسب المجال الكهربائي عند نقطه معينه عندما يكون لدينا اكثر من شحنه، فمعلوم وجود اكثر من شحنه يعني وجود اكثر من مجال كهربائي. معظمنا اندهش في طفولته عندما علم انه يمكنه اللعب بقطع الاوراق هذه عند تقريب مسطره نحوها على هذا الشكل. فعلا عندها كان المشهد مدهشا وغريبا. طيب بعد كل ما تعلمناه في الفيزياء يبقى السؤال قائما كيف تتحرك قطعه الورقه الصغيره نحو المسطره قبل ان تلمسها يعني بطريقه اخرى ما الذي يخبر الورقه ان هناك قوه تنتظرها عبر الفراغ ان كانت الورقه تحتاج تلامسا فمن الذي يعمل هنا من بعيد ليؤثر على الورقه ويجذبها اليوم سنكتشف فكره عبقريه اسمها المجال الكهربائي خريطه خفيه في المكان تحدد اتجاه وشده التاثير على اي شحنه تمر من هناك اذا كنت زائرا جديدا في قناتنا واعجبك محتواها فاشتراكك في القناه يساعدنا على نشر المزيد من المحتوى لا تنسى الاعجاب والاشتراك وتفعيل زر الجرس ليصلك اي جديد واختصار الوقت على ايه حال دعونا نبدا شاهدنا وتعلمنا من الحلقه الماضيه وعبر قانون كولوم كيف ان التاثيرات الكهربيه تكون عاده عن بعد الان الفكره هنا تحديدا اي نوع من التاثير الفيزيائي اذا كان ينتقل عن بعد نعطيه صفه المجال اشهر مثال على ذلك مجال الجاذبيه فالارض تؤثر على الاجسام فوقها من غير تلامس مباشر بينهما وعليه فنقول بذات الطريقه ان اي شحنه تنشئ مجالا يملا المكان حولها ووجود اي شحنه اخرى بقربها ستؤدي لحصول استجابه منها لهذا المجال بشكل مباشر فالحاصل ان المجال الكهربائي يعطي صفه للمكان نفسه حيث انه عند كل نقطه سيكون هناك متجه يبين لنا ما القوه التي تؤثر عليها لكن لحظه كيف يعني قوه تؤثر على نقطه اه نحن نعني هنا بالنقطه تحديدا شحنه اختبار موجبه صغيره لو وضعناها في تلك النقطه سبب افتراضنا طبعا لكون شحنه الاختبار موجبه لانها لا تغير اتجاه القوه المؤثره عليها وسبب كونها صغيره حتى لا تنشئ لنا تشوها بالمجال على هذا شكل طبعا يمكننا ان نشبه الامر كذلك بطريقه اخرى جيده في ايصال الفكره ان المجال الكهربائي يشبه بطريقه او باخرى خريطه رياح السهم يبين الاتجاه وطوله يبين الشده الخاصه بالرياح المجال الكهربائي شبيه تماما بهذا لكن تاثيره يكون على الشحنات تحديدا الان اذا اردنا ان نتعمق اكثر في كيفيه تمثيل المجال الكهربائي نفسه فنقول نقول ببساطه عند وضع شحنه موجبه واحده الاسهم تكون شعاعيه للخارج بهذا الشكل وتزداد شدتها قرب الشحنه الان عندما نضيف شحنه سالبه بجانب هذه الشحنه سيصير لدينا هذا الشكل المشهور باسم الكتريك دايبول طبعا لا تغير ابدا في مفهوم المجال الكهربائي كما قلت تبقى هذه الخطوط عباره عن رمز تخبرنا بتاثير القوه الكهربائيه على هذه النقطه في حال وجود شحنه فيها لو ابدلناها بشحنه سالبه فسيصير هنالك تنافر بين هاتين الشحنتين وبالتالي سيكون شكل المجال الكهربائي هكذا اعيد واقول ان هذه الرسومات ليست للزينه بل هي تخبرنا مسبقا كيف ستتحرك الشحنات ان وجدت في هذا الموضع او ذاك طبعا لن نستغرق كثيرا في شرح هذا الامر تاريخيا حقيقه فراداي هو من جعل فكره خطوط القوه بديلا عن الفعل عن بعد فقال الشحنه تخلق مجالا في المكان ثم بعد تطوير فكره المجال هذه جاء ماكسويل فكتب القوانين الديناميكيه لهذا المجال هكذا صار المجال كيانا فيزيائيا له سلوك وقواعد سنتطرق ان شاء الله في ختام هذه السلسله لهذه القوانين ونشرحها واحدا تلو الاخر لكن قبل ذلك لابد ان يكون لدينا فهم جيد لاساسيات الكهرباء هل تجد صعوبه في فهم المواد العلميه او هل تبحث عن من يفتح لك افاقا جديده من الفهم والابداع نحن في المصباح العلمي نقدم لك دروسا خصوصيه فرديه تناسب جميع المستويات من طلاب المرحله الثانويه الى طلاب الجامعات وحتى لمن يرغب في تعميق معرفته فحسب مع اساتذتنا المتخصصين ستتعلم باسلوب مبسط ضمن دروس منظمه مع تفاعل مباشر عبر واتساب اضافه الى محاكاه للنماذج الرياضيه والتجارب العلميه تجعل الفهم اوضح واكثر متعا سواء كنت تريد ان تتقن الماده بعمق او ان تجمع بين الفهم والاستعداد للامتحان فنحن معك ان شاء الله خطوه بخطوه ما عليك سوى تسجيل بياناتك عبر الرابط في الوصف وسيتواصل معك فريقنا مباشره سجل الان ولنحول العلم معا الى تجربه حيه وملهمه نحن قمنا بالفعل الى الان بشرح معنى المجال الكهربائي واهميه وجوده لكن السؤال هنا كيف سنقوم بتعريف هذا المجال المجال الكهربائي يعرف ببساطه على انه مقدار القوه عند اي نقطه طبعا مقسوما على شحنه الاختبار بار التي ذكرناها ذكرنا طبعا ان شحنه الاختبار هذه لابد ان تكون صغيره جدا لابد ان تكون موجبه كذلك يمكننا باستخدام قانون كولوم الذي ذكرناه في الدرس الماضي ان نقول ان المجال الكهربائي المتولده حول شحنه نقطيه كيو هو اي يساوي ضرب القيمه المطلقه لكيو مقسوما على ار تربيع واتجاهه كما قلت يكون شعاعيا الوحدات هنا لابد لا بد من ذكرها يهمنا كثيرا ان نفهم اليوم الوحده الاولى وهي نيوتن بالكولوم كذلك له وحده قياس اخرى هي فولت بالميتر وحده قياس المجال الكهربائي جميله وبديهيه جدا اذا كان لدينا مجال كهربائي يساوي 5 نيوتن بالكولوم فهذا يعني ان المجال الكهربائي لشحنه ما يؤثر على الكولوم الواحد بقوه مقدارها 5 نيوتن الثابت هذا الموجود الذي هو هو اصلا مرتبط بثابت اخر اسمه سماحيه الفراغ او ابسلون 0 هذان العددان ليسا الا مقياس يحددان لنا شده التاثير الكهربائي وكيف ينتقل عبر الفراغ كلما زاد هذا العدد يعني ان شده التاثير الكهربائي تزداد كلما قل يعني انها تقل وبالتالي يمكننا ان نستنتج ان هذه الاعداد تتغير حسب الوسط الفيزيائي الذي نعمل به لكن عندما نكتب ابسلون 0 ونكتب على هذا الشكل فنحن نعني هنا سماحيه الفراغ اذا اردنا بمثال عددي بسيط ان نقول مثلا ما هو المجال الكهربائي لشحنه مقدارها 3ث ميكرو كولوم عندما نكون بعيدين عنها مسافه قدرها 0.2 2 متر ببساطه شديده يمكننا تطبيق الفورمولا بشكل مباشر ونحصل على النتيجه طبعا لابد ان نضع بعين الحساب ان نقوم بتحويل وحدات القياس الى الاس اي يونتس يعني لا يمكننا استخدام ميكرو كولوم بشكل مباشر وانما لابد من تحويلها كذلك اذا كانت المسافه اعطيت بالسنتيمتر او بالمليتميتر او بوحده قياس مختلفه عن المتر لابد من تحويلها للمتر لكن كذلك من المهم جدا كما ذكرنا في فيديو قانون كولوم ان نفهم مبدا التراكب عندما نتحدث عن الكهرباء ببساطه شديده كيف سنحسب المجال الكهربائي عند نقطه معينه عندما يكون لدينا اكثر من شحنه فمعلوم وجود اكثر من شحنه يعني وجود اكثر من مجال كهربائي هنا نلجا لمبدا سوبر بوزيشن او التراكب التاثير على نقطه معينه سيكون مجموع كل التاثيرات مع بعضها فمثلا لو لدينا شحنه كيو واحد هي تساوي 3 ميكرو كولوم عند اكس تساوي صفر ولدينا شحنه اخرى كيو ا تساوي نا 2 ميكرو كولوم عند اكس تساوي 0.3 النقطه التي نود ان نحسب عندها التاثير الخاص بالمجال الكهربائي مجتمعا من الشحنتين نقطه بي عند اكس تساوي 0.1 الى 1 متر كي طبعا هو الخاص بالفراغ وكذلك لابد في هذا النوع من المسائل ان نحدد اتجاها موجبا زائد هو المتجه الوحده يكون عاده نحو اليمين بالتالي نحن هنا يا عزيزي لدينا المسافات لدينا الكتله نقوم بحساب اي واحد واي اثنين اي واحد هو المجال الكهربائي الخاص بالشحنه الاولى كذلك اي اثنين هو المجال الكهربائي الخاص بالشحنه الثانيه لا نفعل شيئا هنا الا اننا نقوم بالتعوي بالارقام طيب الان بعد ان قمنا بحساب مقدار كل من المجال الكهربائي لابد ان نقوم بتحديد اتجاهه كيو واحد هي موجبه فالمجال الكهربائي يكون خارجا منها باتجاه اي كيو اثنين سالبه وبي تقع على يسارها فاذا كان الاتجاه الكهربائي يدخل اليها خلاف الشحنه الموجبه سنلاحظ ايضا انه سيكون بهذه الحاله باتجاه زائد اي اذا صار بامكاننا الان كتابه كل من المتجهين اي واحد واي اثين عند النقطه بي حسب مبدا التراكب النتيجه النهائيه ستكون جمع هذين المتجهين وبالتالي نحصل على ان المجال الكهربائي سيكون 3.15 15 × 10 اس 6 نيوتن بالكولوم باتجاه اليمين هنا طبعا نحن لدينا تاثير المجال الكهربائي عند هذه النقطه اذا كان لدينا شحنه اختبار كيو تست مثلا تساوي واحد ميكرو كودوم او ايا كانت يمكننا تطبيق الفورمولا مباشره اف تساوي اي ضرب كيو حتى نحسب تاثير هذين المجالين على هذه الشحنه كيف تكون القوه المتولده عند النقطه طبعا لو كانت شحنه الاختبار سالبه فلا يكون اتجاه المجال الكهربائي واتجاه القوه بنفس الاتجاه بل يكونا مختلفين او متعاكسين اليوم بنينا فكره المجال كخريطه قوى موجوده في المكان وتعلمنا كيف نجمع المجالات كمتجهات كذلك تعلمنا كيف نحصل على القوه بسهوله من خلال الصيغه اف تساوي كيو ضرب الاي في الحلقه القادمه سناخذ خطوه اعمق باتجاه الجهد الكهربائي كيف يرتبط المجال بالشغل والطاقه ولماذا تساعدنا خريطه الجهد على فهم الحركه والاتزان بشكل اكبر لكن سؤال سريع قبل ان ننهي الفيديو لو قلبنا شحنه اليمين من سالبه الى موجبه اين ستظهر نقطه يكون فيها المجال صفرا بين الشحنتين فكروا فيها وقوموا بالاجابه في قسم التعليقات الى ذلك الحين لا تنسى مشاهده فيديو قانون كولوم اذا لم تكن شاهدته الى