ما هي خطوط القوة الكهربائية؟
تعريف خطوط القوة الكهربائية:
شرح مفهوم خطوط القوة الكهربائية:
قواعد رسم أنماط القوة الكهربائية:
القاعدة الأولى:
القاعدة الثانية:
القاعدة الثالثة:
خصائص خطوط القوة الكهربائية:
ما هي خطوط القوة الكهربائية؟

 

نعلم أنّه عندما يتم وضع شحنة وحدة أو شحنة نقطية في المجال الكهربائي لجسيم مشحون آخر، فإنّها ستواجه قوة، يمكن تمثيل اتجاه هذه القوة بالخطوط التخيلية، تسمّى هذه الخطوط الوهمية “خطوط القوة الكهربائية”، تسمّى خطوط القوة الكهربائية أيضًا “بخطوط المجال الكهربائي“، قدم “مايكل فاراداي” مفهوم خطوط القوى الكهربائية في عام (1837).

 

لتحديد اتجاه خطوط القوة الكهربائية للشحنة الموجبة والسالبة، بالنسبة للشحنة الموجبة، تتحرك خطوط القوة الكهربائية بعيدًا عن مركز الشحنة، لكن في حالة الشحنة السالبة، تتحرك خطوط القوة الكهربائية باتجاه مركز الشحنة، الشحنات المتعاكسة تتجاذب والشحنات المتشابهة تتنافر، إذا تم وضع شحنتين متعاكستين بالقرب من بعضهما البعض، فإنّها تنجذب لأنّ القوة الموجودة بينهما قوة تجاذب.

 

تعريف خطوط القوة الكهربائية:

 

خطوط المجال الكهربائي هي طريقة ممتازة لتصور المجال الكهربائي، يمكن وصف خطوط القوة الكهربائية بأنّها طريقة أو مسار، يمكن أن تكون مستقيمة أو منحنية بحيث يعطي المماس اتجاه شدة المجال الكهربائي عند تلك النقطة في أي نقطة.

 

شرح مفهوم خطوط القوة الكهربائية:

 

دعونا نفكر في شحنتين، أحدهما موجبة والأخرى سالبة، بالنسبة للشحنة الموجبة تتحرك خطوط القوة الكهربائية بعيدًا عن مركز الشحنة الموجبة وبالنسبة للشحنة السالبة تتحرك خطوط القوة الكهربائية باتجاه مركز الشحنة السالبة، إذا تمّ وضع هاتين الشحنتين المتعاكستين بالقرب من بعضهما البعض، فإنّ الشحنة الموجبة تتحرك في اتجاه خطوط القوة الكهربائية وتدخل في مجال كهربائي ذي شحنة سالبة.

 

هنا، يتم سحب الشحنة الموجبة نحو الشحنة السالبة لأنّ خطوط القوة الكهربائية للشحنة السالبة هي أيضًا في نفس الاتجاه، لذلك، يتم جذب الشحنتين المعاكستين، إذا تمّ وضع شحنتين موجبتين بالقرب من بعضهما البعض، فسيتم صدهما لأنّ القوة الموجودة بينهما هي قوة تنافر، دعونا نفكر في شحنتين موجبتين على سبيل المثال، بالنسبة لكل من الشحنات الموجبة، تتحرك خطوط القوة الكهربائية بعيدًا عن مركز الشحنات الموجبة.

 

إذا تمّ وضع هاتين الشحنتين الموجبتين بالقرب من بعضهما البعض، فستحاول كلتا الشحنتين التحرك في اتجاه خطوط القوة الكهربائية، ستحاول الشحنة الموجبة في الجانب الأيسر التحرك نحو الشحنة الموجبة على الجانب الأيمن، لكن خطوط القوة الكهربائية للشحنة الموجبة في الجانب الأيمن تعارض هذه الحركة، وبالمثل، فإنّ الشحنة الموجبة في الجانب الأيمن ستواجه أيضًا قوة معاكسة من الشحنة الموجبة في الجانب الأيسر، ومن ثمّ، فإنّ كلتا الشحنتين ستواجهان قوة طاردة من بعضهما البعض، وهي قوة التنافر.

 

إذا تمّ وضع شحنتين سالبتين بالقرب من بعضهما البعض، فسيتم صدهما أيضًا، لأنّ القوة الموجودة بينهما هي قوة تنافر، دعونا نفكر في شحنتين سلبيتين على سبيل المثال، بالنسبة لكل من الشحنات السالبة، تتحرك خطوط القوة الكهربائية نحو مركز الشحنات السالبة، إذا تمّ وضع هاتين الشحنتين السالبتين بالقرب من بعضهما البعض، فستحاول كلتا الشحنتين التحرك في اتجاه خطوط القوة الكهربائية.

 

ستواجه الشحنة السالبة في الجانب الأيسر قوة سحب من الشحنة السالبة في الجانب الأيمن، لكن خطوط القوة الكهربائية للجانب الأيسر ستسحب الشحنة السالبة في الاتجاه المعاكس، ومن ثمّ، فإنّه يتحرك بعيدًا عن الجانب الأيمن من الشحنة السالبة، بنفس الطريقة، ستحاول الشحنة السالبة في الجانب الأيمن الابتعاد عن الشحنة السالبة في الجانب الأيسر، لذلك، ستبتعد كلتا الشحنتين عن بعضهما البعض.

 

قواعد رسم أنماط القوة الكهربائية:

 

القاعدة الأولى:

 

هناك مجموعة متنوعة من الاتفاقيات والقواعد لرسم مثل هذه الأنماط لخطوط المجال الكهربائي، يتم إنشاء الاتفاقيات ببساطة من أجل أن تنقل أنماط خط المجال الكهربائي أكبر قدر من المعلومات حول طبيعة المجال الكهربائي المحيط بجسم مشحون، أحد الأساليب الشائعة هو إحاطة الأجسام المشحونة بمزيد من الخطوط، الأجسام ذات الشحنة الأكبر تخلق مجالات كهربائية أقوى، من خلال إحاطة جسم مشحون بمزيد من الخطوط، يمكن للمرء أن ينقل قوة المجال الكهربائي في الفضاء المحيط بجسم مشحون بواسطة كثافة الخط.

 

لا تكشف كثافة الخطوط المحيطة بأي جسم معين عن معلومات حول كمية الشحنة على شحنة