خطوط میدان الکتریکی

میدان الکتریکی چیزی است که توسط یک بار الکتریکی ایجاد می‌شود و بر فضای اطراف آن بار الکتریکی تأثیر می‌گذارد، جایی که تأثیر میدان الکتریکی فقط توسط بارهای الکتریکی دیگر احساس می‌شود. وقتی بار الکتریکی دیگری در میدان الکتریکی ایجاد شده توسط یک بار الکتریکی قرار می‌گیرد، بار الکتریکی دیگر این تأثیر را به شکل نیروی الکتریکی احساس می‌کند.

تعریف میدان الکتریکی، همانطور که در مقاله مربوط به میدان‌های الکتریکی توضیح داده شد، می‌تواند به صورت ذهنی درک شود، اما می‌توان آن را در ذهن نیز تصور کرد. برای تجسم یک میدان الکتریکی، خطوط میدان الکتریکی ارائه شده‌اند. خطوط میدان الکتریکی مجموعه‌ای از خطوط هستند که در اطراف یک بار الکتریکی رسم می‌شوند تا وجود آن را نشان دهند. از آنجا که هدف آنها نشان دادن وجود یک میدان الکتریکی است، بین این خطوط و میدان الکتریکی رابطه‌ای وجود دارد. به عبارت دیگر، بزرگی و جهت یک میدان الکتریکی را می‌توان از طریق نمودار خطوط میدان الکتریکی توضیح داد.

رابطه بین جهت و شدت میدان الکتریکی و خطوط میدان الکتریکی به صورت زیر است:

PERTAMA، جهت میدان الکتریکی از بار مثبت دور و به سمت بار منفی است. بنابراین، جهت خطوط میدان الکتریکی نیز از بار مثبت دور و به سمت بار منفی است. اگر یک بار مثبت نزدیک به یک بار منفی باشد، خطوط میدان الکتریکی به گونه‌ای نشان داده می‌شوند که از بار مثبت به سمت بار منفی امتداد می‌یابند. برعکس، اگر یک بار مثبت نزدیک به یک بار منفی باشد، خطوط میدان الکتریکی به گونه‌ای نشان داده می‌شوند که از هر بار مثبت امتداد یافته و از یکدیگر دور می‌شوند.

دوم ، شدت میدان الکتریکی با فاصله بین خطوط میدان الکتریکی نشان داده می‌شود. هرچه فاصله بین خطوط میدان الکتریکی نزدیک‌تر باشد، شدت میدان الکتریکی بیشتر و هرچه فاصله بین خطوط میدان الکتریکی بیشتر باشد، شدت میدان الکتریکی کمتر است.

چرا هر چه خطوط به هم نزدیک‌تر باشند، میدان الکتریکی قوی‌تر است؟ برای درک این موضوع، توضیح زیر را در نظر بگیرید. فرض کنید یک بار مثبت در مرکز یک کره قرار دارد و خطوط میدان الکتریکی در جهات مختلف به سمت بیرون تابش می‌کنند و در سطح کره نفوذ می‌کنند. اگر تعداد خطوط میدان الکتریکی N و مساحت سطح کره 4πr باشد² سپس تعداد خطوط در واحد سطح یا چگالی خط برابر است با N/4πr²بر اساس این فرمول، برای N یکسان، اگر r کوچکتر باشد، فاصله بین خطوط به هم نزدیکتر و اگر r بزرگتر باشد، فاصله بین خطوط بیشتر است. فرمول شدت میدان الکتریکی E = kq/r است.² همچنین نشان می‌دهد که شدت میدان الکتریکی با مجذور فاصله نسبت معکوس دارد. هرچه r کوچکتر باشد، شدت میدان الکتریکی بزرگتر و هرچه r بزرگتر باشد، شدت میدان الکتریکی کوچکتر است.
بر اساس بررسی فوق، می‌توان نتیجه گرفت که اگر r کوچکتر باشد (به بار نزدیک‌تر باشد)، شدت میدان الکتریکی بیشتر و فاصله بین خطوط نیز نزدیکتر است. برعکس، اگر r بزرگتر باشد (از بار دورتر باشد)، شدت میدان الکتریکی کمتر و فاصله بین خطوط نیز بیشتر است.

سوم ، تعداد خطوط میدان الکتریکی با شدت میدان الکتریکی متناسب است. هرچه خطوط میدان الکتریکی بیشتر باشند، شدت میدان الکتریکی بیشتر است. هرچه خطوط میدان الکتریکی کمتر باشند، شدت میدان الکتریکی کمتر است.

کونتو سول

۳. سوالات آزمون ملی فیزیک SMA سال ۲۰۱۲/۲۰۱۳، SA ۶۵، شماره ۲۸

از تصویر بار زیر که خطوط نیرو روی دو بار نزدیک به هم را نشان می‌دهد...
پمباهاسان

خطوط میدان الکتریکی یا خطوط نیرو، از یک بار مثبت به سمت یک بار منفی رسم می‌شوند. اگر یک بار مثبت و منفی به هم نزدیک شوند، خطوط نیرو مانند پاسخ الف ظاهر می‌شوند.
جواب صحیح الف است.

۳. سوالات آزمون ملی فیزیک SMA سال ۲۰۱۲/۲۰۱۳، SA ۶۵، شماره ۲۸

دو بار الکتریکی در یک خط اتصال به هم نزدیک می‌شوند و در نتیجه خطوط میدان الکتریکی ایجاد می‌شود. تصویر صحیح ...
پمباهاسان
جواب صحیح D است.

۳. سوالات آزمون ملی فیزیک SMA سال ۲۰۱۲/۲۰۱۳، SA ۶۵، شماره ۲۸
خطوط صحیح نیرو بین دو بار عبارتند از…

پمباهاسان
جواب صحیح D است.