خطوط میدان الکتریکی - آموزش تصویری - زبان ساده
موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .
1 - خطوط میدان الکتریکی
خطوط یا منحنیهایی هستند که جهت میدان الکتریکی را نشان میدهند. در واقع بردار میدان الکتریکی، مماس و هم جهت با خطوط میدان الکتریکی است.
خطوط میدان الکتریکی را می توان به عنوان شکل تصویری میدان الکتریکی در نظر گرفت. به عنوان مثال در شکل روبرو دو جسم باردار را در یک ظرف محتوی روغن قرار داده اند و سپس روی آن بذر چمن ریخته اند. مشاهده می شود که بذر چمن ها در جهت مناسبی قرار گرفته اند.
این خطوط ویژگی هایی دارند که بسیار مهم هستند و آنها را در ادامه بررسی می کنیم.
2 - جهت خطوط میدان الکتریکی
بردار میدان الکتریکی، مماس و هم جهت با خطوط میدان الکتریکی است. اهمیت این نکته در این است که وقتی ما خطوط میدان را داشته باشیم می توانیم میدان الکتریکی را رسم کنیم.برای این کار از هر نقطه ای که سوال شده، یک بردار مماس بر منحنی رسم می کنیم. جهت این بردار باید هم جهت خط میدان باشد.
3 - خطوط میدان الکتریکی همدیگر را قطع نمیکنند. چرا؟
اگر خطوط همدیگر را قطع کنند ، باید دو بردار میدان در یک نقطه وجود داشته باشد. و این امکان ندارد بیشتر توضیح می دهیم.
به شکل روبرو دقت کنید. فرض کنید خطوط همدیگر را قطع کرده اند. ما این خطوط را با رنگ های سبز و آبی نشان دادیم. در نتیجه دو میدان در نقطه تقاطع وجود دارد که ما با بردار های آبی و سبز پر رنگ نشان دادیم.
وقتی دو بردار در یک نقطه وجود داشته باشند آنچه که تاثیر نهایی را می گذارد بردار برآیند است. بنابراین نمی تواند بیش از یک بردار میدان الکتریکی وجود داشته باشد.
4 - چرا خطوط میدان الکتریکی از بار مثبت خارج شده و به بار منفی وارد میشود
علت این است که جهت خطوط میدان الکتریکی با کمک بار آزمون مشخص می شود. فرض کنید که بار آزمون را در اطراف بار مثبت قرار دادید. نیرویی که بر آن وارد می شود دافعه است( بار آزمون مثبت است) و می خواهد آن را از بار مثبت دور کند بنابراین جهت خطوط میدان به سمت خارج بار مثبت است.اما نیرویی که بار منفی بر بار آزمون وارد می شود جاذبه است و می خواهد آن را به خود نزدیک کند. بنابراین جهت خطوط میدان طوری است که به سمت بار منفی است.
5 - هر چه خطوط میدان به هم نزدیک تر باشند، میدان الکتریکی قویتر است.
هر چه خطوط میدان به هم نزدیک تر باشند، میدان الکتریکی قویتر است. بنابراین باید بردار میدان را بلندتر رسم کرد. به شکل روبرو دقت کنید. خطوط میدان را با رنگ سبز و بردار میدان الکتریکی را با رنگ قرمز نشان دادیم.
در سمت راست شکل خطوط به هم نزدیک تر هستند. یعنی میدان قوی تر است. بنابر این بردار را بلند تر رسم کردیم.
6 - جهت نیروی وارد بر بار در میدان الکتریکی چگونه است؟
نیروی وارد بر بار مثبت، هم جهت میدان الکتریکی، و نیروی وارد بر بار منفی، خلاف جهت آن است.
خطوط میدان را با رنگ سبز و بردار میدان الکتریکی را با رنگ قرمز نشان دادیم. در هر حالت ( یعنی بار مثبت باشد یا منفی )، میدان الکتریکی هم جهت خطوط میدان است. جهت نیرو را با رنگ آبی نشان دادیم. مشاهده می کنید که برای بار مثبت هر دو بردار هم جهت هستند اما برای بار منفی جهت مخالف دارند.
در عمل برای رسم میدان و نیرو مراحل زیر را به کار ببرید:
- به جهت خطوط میدان دقت کنید.
- جهت میدان را هم جهت خطوط میدان رسم کنید.
- اگر بار مثبت باشد جهت نیرو را هم جهت میدان و اگر بار منفی باشد خلاف جهت رسم کنید.
7 - خطوط میدان الکتریکی بر سطح رسانا عمود هستند
خطوط میدان الکتریکی بر سطح رسانا عمود هستند. این ویژگی مهم است زیرا در مطالب مربوط به خازن ها یا صفحات رسانا و یا کره های رسانا کاربرد دارد.
مثلا خطوط میدان اطراف یک صفحه باردار عمود بر سطح صفحه است و بنابراین با هم موازی اند.
8 - خطوط میدان الکتریکی اطراف دو بار الکتریکی
برای رسم خطوط میدان، به دو نکته توجه کنید: اول اینکه خطوط میدان از بار مثبت خارج شده و به بار مثبت وارد می شوند. دوم خطوط همدیگر را قطع نمی کنند.
- در شکل اول، خطوط میدان الکتریکی اطراف دو بار مثبت رسم شده است. خطوط از هر دو خارج شده اند. و همدیگر را قطع نکرده اند.
- در شکل دوم، خطوط میدان الکتریکی اطراف دو بار منفی رسم شده است. خطوط میدان به هر دو بار وارد شده اند.
- در شکل سوم، خطوط میدان الکتریکی اطراف دو بار ناهمنام رسم شده است. خطوط میدان از بار مثبت خارج شده و وارد بار منفی می شود.
بخش نظرات
بسیار عالی