ელექტრული ველი არის ელექტრული მუხტის მიერ შექმნილი რაღაც და გავლენას ახდენს ამ ელექტრული მუხტის გარშემო არსებულ სივრცეზე, სადაც ელექტრული ველის გავლენას მხოლოდ სხვა ელექტრული მუხტები გრძნობენ. როდესაც ელექტრული მუხტის მიერ შექმნილ ელექტრულ ველში სხვა ელექტრული მუხტია, სხვა ელექტრული მუხტი განიცდის ამ გავლენას ელექტრული ძალის სახით.
ელექტრული ველის განმარტება, როგორც ეს ელექტრული ველების შესახებ სტატიაშია ახსნილი, შეიძლება გავიგოთ გონებრივად, მაგრამ ასევე წარმოვიდგინოთ გონებაში. ელექტრული ველის ვიზუალიზაციისთვის წარმოდგენილია ელექტრული ველის ხაზები. ელექტრული ველის ხაზები არის ელექტრული მუხტის გარშემო დახატული ხაზების ერთობლიობა, რაც მის არსებობას მიუთითებს. რადგან მათი მიზანია ელექტრული ველის არსებობის დემონსტრირება, ამ ხაზებსა და ელექტრულ ველს შორის არსებობს კავშირი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ელექტრული ველის სიდიდე და მიმართულება შეიძლება აიხსნას ელექტრული ველის ხაზების დიაგრამით.
ელექტრული ველის მიმართულებასა და სიძლიერესა და ელექტრული ველის ხაზებს შორის დამოკიდებულება შემდეგია:
Პირველი, ელექტრული ველის მიმართულება დადებითი მუხტიდან უარყოფითი მუხტისკენაა მიმართული. ამრიგად, ელექტრული ველის ხაზების მიმართულება ასევე დადებითი მუხტიდან უარყოფითი მუხტისკენაა მიმართული. თუ დადებითი მუხტი უარყოფით მუხტთან ახლოსაა, ელექტრული ველის ხაზები წარმოდგენილია, როგორც დადებითი მუხტიდან უარყოფითი მუხტისკენ მიმართული. პირიქით, თუ დადებითი მუხტი უარყოფით მუხტთან ახლოსაა, ელექტრული ველის ხაზები წარმოდგენილია, როგორც თითოეული დადებითი მუხტიდან მიმართული და ერთმანეთისგან დაშორებული.
მეორეც , ელექტრული ველის სიძლიერე წარმოდგენილია ელექტრული ველის ხაზებს შორის მანძილით. რაც უფრო ახლოსაა ელექტრული ველის ხაზებს შორის მანძილი, მით უფრო დიდია ელექტრული ველის სიძლიერე და რაც უფრო დიდია ელექტრული ველის ხაზებს შორის მანძილი, მით უფრო მცირეა ელექტრული ველის სიძლიერე.
რატომ ხდება, რომ რაც უფრო ახლოსაა ხაზები, მით უფრო ძლიერია ელექტრული ველი? ამის გასაგებად განვიხილოთ შემდეგი ახსნა. დავუშვათ, რომ სფეროს ცენტრში დადებითი მუხტია და ელექტრული ველის ხაზები სხვადასხვა მიმართულებით გამოსხივდება, სფეროს ზედაპირზე აღწევს. თუ ელექტრული ველის ხაზების რაოდენობა N-ია და სფეროს ზედაპირის ფართობი 4πr-ია2 მაშინ ერთეულ ფართობზე ხაზების რაოდენობა ან ხაზების სიმკვრივეა N/4πr2ამ ფორმულის საფუძველზე, იგივე N-ისთვის, თუ r უფრო მცირეა, მაშინ ხაზებს შორის მანძილი უფრო ახლოსაა და თუ r უფრო დიდია, მაშინ ხაზებს შორის მანძილი უფრო შორსაა. ელექტრული ველის სიძლიერის ფორმულაა E = kq/r2 ასევე ნაჩვენებია, რომ ელექტრული ველის სიძლიერე მანძილის კვადრატის უკუპროპორციულია. რაც უფრო პატარაა r, მით უფრო დიდია ელექტრული ველის სიძლიერე და რაც უფრო დიდია r, მით უფრო პატარაა ელექტრული ველის სიძლიერე.
ზემოთ მოყვანილი მიმოხილვის საფუძველზე, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ თუ r უფრო მცირეა (მუხტთან უფრო ახლოს), ელექტრული ველის სიძლიერე უფრო დიდია და ხაზებს შორის მანძილიც უფრო ახლოსაა. პირიქით, თუ r უფრო დიდია (მუხტიდან უფრო შორს), ელექტრული ველის სიძლიერე უფრო მცირეა და ხაზებს შორის მანძილიც უფრო შორსაა.
მესამე , ელექტრული ველის ხაზების რაოდენობა ელექტრული ველის სიძლიერის პროპორციულია. რაც მეტია ელექტრული ველის ხაზები, მით უფრო დიდია ელექტრული ველის სიძლიერე. რაც ნაკლებია ელექტრული ველის ხაზები, მით უფრო მცირეა ელექტრული ველის სიძლიერე.
პრობლემების მაგალითი
1. 2012/2013 წლების SMA ფიზიკის ეროვნული გამოცდის კითხვები SA 55 No. 28
შემდეგი მუხტის სურათიდან, რომელიც ორ ერთმანეთთან ახლოს მდებარე მუხტზე ძალის ხაზებს აჩვენებს, ჩანს...
დისკუსია
ელექტრული ველის ხაზები, ანუ ძალის ხაზები, დადებითი მუხტიდან უარყოფითი მუხტისკენ მიემართება. თუ დადებითი და უარყოფითი მუხტები ერთმანეთს მიუახლოვდება, ძალის ხაზები ისე გამოჩნდება, როგორც A პასუხშია მოცემული.
სწორი პასუხია A.
2. 2012/2013 წლების SMA ფიზიკის ეროვნული გამოცდის კითხვები SA 60 No. 28
ორი ელექტრული მუხტი ერთმანეთთან შემაერთებელი ხაზით უახლოვდება, რაც ელექტრული ველის ხაზებს წარმოქმნის. სწორი სურათია…
დისკუსია
სწორი პასუხია D.
3. 2012/2013 წლების SMA ფიზიკის ეროვნული გამოცდის კითხვები SA 65 No. 28
ორ მუხტს შორის სწორი ძალის ხაზებია…
დისკუსია
სწორი პასუხია D.
