Sehemu ya umeme ni kitu kinachoundwa na chaji ya umeme na huathiri nafasi inayozunguka chaji hiyo ya umeme, ambapo ushawishi wa sehemu ya umeme huhisiwa tu na chaji zingine za umeme. Wakati chaji nyingine ya umeme iko kwenye sehemu ya umeme inayoundwa na chaji moja ya umeme, sehemu nyingine ya umeme huhisi ushawishi katika mfumo wa nguvu ya umeme.
Ufafanuzi wa uwanja wa umeme, kama ilivyoelezwa katika makala kuhusu uwanja wa umeme, unaweza kueleweka kiakili, lakini pia unaweza kufikiriwa akilini. Ili kuibua uwanja wa umeme, mistari ya uwanja wa umeme huwasilishwa. Mistari ya uwanja wa umeme ni seti ya mistari iliyochorwa kuzunguka chaji ya umeme ili kuonyesha uwepo wake. Kwa sababu inalenga kuonyesha uwepo wa uwanja wa umeme, kuna uhusiano kati ya mistari hii na uwanja wa umeme. Kwa maneno mengine, ukubwa na mwelekeo wa uwanja wa umeme unaweza kuelezewa kupitia mchoro wa mistari ya uwanja wa umeme.
Ufuatao ni uhusiano kati ya mwelekeo na nguvu ya uwanja wa umeme na mistari ya uwanja wa umeme:
Kwanza, mwelekeo wa uwanja wa umeme uko mbali na chaji chanya na kuelekea chaji hasi. Kwa hivyo, mwelekeo wa mistari ya uwanja wa umeme pia uko mbali na chaji chanya na kuelekea chaji hasi. Ikiwa chaji chanya iko karibu na chaji hasi, mistari ya uwanja wa umeme inaonyeshwa kama inaenea kutoka chaji chanya hadi chaji hasi. Kinyume chake, ikiwa chaji chanya iko karibu na chaji hasi, mistari ya uwanja wa umeme inaonyeshwa kama inaenea kutoka kwa kila chaji chanya na mbali na kila mmoja.
Pili , nguvu ya uwanja wa umeme inawakilishwa na umbali kati ya mistari ya uwanja wa umeme. Kadiri umbali kati ya mistari ya uwanja wa umeme unavyokaribia, ndivyo nguvu ya uwanja wa umeme inavyokuwa kubwa na kadiri umbali kati ya mistari ya uwanja wa umeme unavyokuwa mrefu, ndivyo nguvu ya uwanja wa umeme inavyokuwa ndogo.
Kwa nini mistari iko karibu zaidi, uwanja wa umeme una nguvu zaidi? Ili kuelewa hili, fikiria maelezo yafuatayo. Tuseme chaji chanya iko katikati ya tufe na mistari ya uwanja wa umeme inang'aa nje kwa pande mbalimbali, ikipenya uso wa tufe. Ikiwa idadi ya mistari ya uwanja wa umeme ni N na eneo la uso wa tufe ni 4πr2 basi idadi ya mistari kwa kila eneo la kitengo au msongamano wa mstari ni N/4πr2Kulingana na fomula hii, kwa N hiyo hiyo, ikiwa r ni ndogo basi umbali kati ya mistari ni karibu zaidi na ikiwa r ni kubwa basi umbali kati ya mistari ni zaidi. Fomula ya nguvu ya uwanja wa umeme ni E = kq/r2 pia inaonyesha kwamba nguvu ya uwanja wa umeme inalingana kinyume na mraba wa umbali. Kadiri r ilivyo ndogo, ndivyo nguvu ya uwanja wa umeme inavyokuwa kubwa, na r ikiwa kubwa, ndivyo nguvu ya uwanja wa umeme inavyokuwa ndogo.
Kulingana na mapitio hapo juu, inaweza kuhitimishwa kwamba ikiwa r ni ndogo (karibu na chaji), nguvu ya uwanja wa umeme ni kubwa zaidi na umbali kati ya mistari pia ni karibu zaidi. Kinyume chake, ikiwa r ni kubwa zaidi (mbali zaidi ya chaji), nguvu ya uwanja wa umeme ni ndogo na umbali kati ya mistari pia ni zaidi.
Tatu , idadi ya mistari ya uwanja wa umeme inalingana na nguvu ya uwanja wa umeme. Kadiri mistari ya uwanja wa umeme inavyokuwa mingi, ndivyo nguvu ya uwanja wa umeme inavyokuwa kubwa. Kadiri mistari ya uwanja wa umeme inavyokuwa michache, ndivyo nguvu ya uwanja wa umeme inavyokuwa ndogo.
Mfano wa matatizo
1. Maswali ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya SMA ya 2012/2013 SA 55 Nambari 28
Kutoka kwenye picha ifuatayo ya chaji, inayoonyesha mistari ya nguvu kwenye chaji mbili zilizokaribiana ni...
Majadiliano
Mistari ya umeme, au mistari ya nguvu, hutolewa kutoka kwa chaji chanya kuelekea chaji hasi. Ikiwa chaji chanya na hasi zinaletwa karibu, mistari ya nguvu inaonekana kama ilivyo katika jibu A.
Jibu sahihi ni A.
2. Maswali ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya SMA ya 2012/2013 SA 60 Nambari 28
Chaji mbili za umeme huunganishwa kwa karibu katika laini inayounganisha, na kusababisha laini za umeme. Picha sahihi ni…
Majadiliano
Jibu sahihi ni D.
3. Maswali ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya SMA ya 2012/2013 SA 65 Nambari 28
Mistari sahihi ya nguvu kati ya chaji mbili ni…
Majadiliano
Jibu sahihi ni D.
