دعونا نعلق علبة خرطوشة مشحونة على خيط ونحضر إليها قضيبًا زجاجيًا مكهربًا. حتى في حالة عدم وجود اتصال مباشر، ينحرف الغلاف الموجود على الخيط عن الوضع الرأسي، وينجذب إلى العصا (الشكل 13).
الأجسام المشحونة، كما نرى، قادرة على التفاعل مع بعضها البعض عن بعد. وكيف ينتقل الفعل من أحد هذه الأجسام إلى آخر؟ ربما الأمر كله يتعلق بالهواء بينهما؟ دعونا معرفة ذلك من خلال التجربة.
لنضع مجهرًا كهربائيًا مشحونًا (مع إزالة النظارات) أسفل جرس مضخة الهواء، ثم نضخ الهواء من تحته. سنرى أنه في الفضاء الخالي من الهواء، ستظل أوراق المكشاف الكهربائي تتنافر مع بعضها البعض (الشكل 14). وهذا يعني أن الهواء لا يشارك في نقل التفاعل الكهربائي. إذن بأي وسيلة يتم تفاعل الأجسام المشحونة؟ تم تقديم الإجابة على هذا السؤال في أعمالهم من قبل العلماء الإنجليز إم. فاراداي (1791-1867) وجي. ماكسويل (1831-1879).
وفقا لتعاليم فاراداي وماكسويل، فإن المساحة المحيطة بالجسم المشحون تختلف عن المساحة المحيطة بالأجسام غير المكهربة. هناك مجال كهربائي حول الأجسام المشحونة. وبمساعدة هذا المجال، يتم التفاعل الكهربائي.
الحقل الكهربائيهي نوع خاص من المادة، يختلف عن المادة ويتواجد حول أي أجسام مشحونة.
من المستحيل رؤيته أو لمسه. لا يمكن الحكم على وجود مجال كهربائي إلا من خلال أفعاله.
تجارب بسيطة تسمح لنا بإثبات ذلك الخصائص الأساسية للمجال الكهربائي.
1. يؤثر المجال الكهربائي لجسم مشحون ببعض القوة على أي جسم مشحون آخر يجد نفسه في هذا المجال.
ويتجلى ذلك في جميع التجارب على تفاعل الأجسام المشحونة. لذلك، على سبيل المثال، تعرض الغلاف المشحون الذي وجد نفسه في المجال الكهربائي لعصا مكهربة (انظر الشكل 13) لقوة الجذب تجاهه.
2. بالقرب من الأجسام المشحونة، يكون المجال الذي تخلقه أقوى، وكلما ابتعدت يكون أضعف.
للتحقق من ذلك، دعونا ننتقل مرة أخرى إلى تجربة علبة الخرطوشة المشحونة (انظر الشكل 13). لنبدأ بتقريب الحامل مع علبة الخرطوشة من العصا المحملة. سنرى أنه مع اقتراب الكم من العصا، فإن زاوية انحراف الخيط عن الوضع الرأسي ستصبح أكبر وأكبر (الشكل 15). تشير الزيادة في هذه الزاوية إلى أنه كلما اقترب الغلاف من مصدر المجال الكهربائي (قضيب مكهرب)، زادت قوة تأثير هذا المجال عليه. وهذا يعني أن المجال الذي ينشئه بالقرب من الجسم المشحون أقوى منه على مسافة بعيدة. 
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه ليس فقط العصا المشحونة تعمل على الغلاف المشحون بمجالها الكهربائي، ولكن أيضًا الغلاف بدوره يعمل على العصا بمجالها الكهربائي. في هذا العمل المتبادل على بعضهم البعض يتجلى التفاعل الكهربائي للأجسام المشحونة.
يتجلى المجال الكهربائي أيضًا في تجارب المواد العازلة. عندما يكون العازل في مجال كهربائي، فإن الأجزاء الموجبة الشحنة من جزيئاته (النوى الذرية) تنزاح في اتجاه واحد تحت تأثير المجال، وتتحرك الأجزاء السالبة الشحنة (الإلكترونات) في الاتجاه الآخر. وتسمى هذه الظاهرة الاستقطاب العازل. إنه الاستقطاب الذي يفسر أبسط التجارب على جذب قطع الورق الخفيفة لجسم مكهرب. هذه القطع محايدة بشكل عام. ومع ذلك، في المجال الكهربائي لجسم مكهرب (على سبيل المثال، قضيب زجاجي)، تصبح مستقطبة. على سطح القطعة الأقرب إلى العصا، تظهر شحنة معاكسة لشحنة العصا. والتفاعل معها يؤدي إلى انجذاب قطع الورق إلى الجسم المكهرب.
تسمى القوة التي يعمل بها المجال الكهربائي على جسم مشحون (أو جسيم). القوة الكهربائية:
ف - القوة الكهربائية.
تحت تأثير هذه القوة، يكتسب الجسيم الموجود في مجال كهربائي تسارعًا يمكن تحديده باستخدام قانون نيوتن الثاني:
أ = ف إل / م (6.1)
حيث m هي كتلة جسيم معين.
منذ زمن فاراداي، كان من المعتاد استخدام خطوط المجال لتمثيل المجال الكهربائي بيانياً.
هذه خطوط تشير إلى اتجاه القوة المؤثرة في هذا المجال على جسيم موجب الشحنة موضوع فيه. تظهر خطوط المجال التي أنشأها جسم موجب الشحنة في الشكل 16، أ. الشكل 16، ب يوضح خطوط المجال الناتجة عن جسم سالب الشحنة. 
ويمكن ملاحظة صورة مماثلة باستخدام جهاز بسيط يسمى العمود الكهربائي. من خلال إعطائها تهمة، سنرى كيف ستتفرق جميع شرائط الورق في اتجاهات مختلفة وستكون موجودة على طول خطوط المجال الكهربائي (الشكل 17).
عندما يدخل جسيم مشحون إلى مجال كهربائي، فإن سرعته في هذا المجال يمكن أن تزيد أو تنخفض. إذا كانت شحنة الجسيم q>0، فعند التحرك على طول خطوط القوة سوف تتسارع، وعندما تتحرك في الاتجاه المعاكس فسوف تتباطأ. إذا كانت شحنة الجسيمات ف< 0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.
1. ما هو المجال الكهربائي؟ 2. كيف يختلف المجال عن المادة؟ 3. اذكر الخصائص الرئيسية للمجال الكهربائي. 4. إلى ماذا تشير خطوط المجال الكهربائي؟ 5. كيف يتم تسارع جسيم مشحون يتحرك في مجال كهربائي؟ 6. في أي حالة يزيد المجال الكهربائي من سرعة الجسيم وفي أي حالة ينقصها؟ 7. لماذا تنجذب قطع الورق المحايدة إلى الجسم المكهرب؟ 8. اشرح لماذا تتباعد شرائط ورقه بعد شحن السلطان الكهربائي في اتجاهات مختلفة.
مهمة تجريبية.قومي بكهرباء المشط على شعرك، ثم قومي بملامسته بقطعة صغيرة من القطن (الزغب). ماذا سيحدث للصوف القطني؟ هز الزغب من المشط، وعندما يكون في الهواء، اجعله يطفو على نفس الارتفاع عن طريق وضع مشط مكهرب من الأسفل على مسافة ما. لماذا يتوقف الزغب عن السقوط؟ ما الذي سيبقيها في الهواء؟
ينشأ مجال كهربائي حول شحنة أو جسم مشحون في الفضاء. في هذا المجال، تتأثر أي شحنة بقوة كولوم الكهروستاتيكية. المجال هو شكل من أشكال المادة التي تنقل تفاعلات القوة بين الأجسام العيانية أو الجزيئات التي تشكل المادة. في المجال الكهروستاتيكي، يحدث تفاعل القوة بين الأجسام المشحونة. المجال الكهروستاتيكي هو مجال كهربائي ثابت وهو حالة خاصة من المجال الكهربائي الناتج عن الشحنات الثابتة.
ويتميز المجال الكهربائي عند كل نقطة في الفضاء بخاصيتين: القوة - ناقلة الشدة الكهربائية والطاقة - الجهد، وهي كمية سلمية. قوة نقطة معينة من المجال الكهربائي هي كمية فيزيائية متجهة متساوية عدديًا وتتوافق في الاتجاه مع القوة المؤثرة من المجال على وحدة شحنة موجبة موضوعة عند نقطة المجال المعنية:
خط المجال الكهربائي هو خط تحدد ظلاله عند كل نقطة اتجاهات متجهات الشدة للنقاط المقابلة للمجال الكهربائي. إن عدد خطوط المجال التي تمر عبر وحدة المساحة العادية لهذه الخطوط يساوي عددياً مقدار متجه شدة المجال الكهربائي عند مركز هذه المنطقة. تبدأ خطوط شدة المجال الكهروستاتيكي بشحنة موجبة وتمتد إلى ما لا نهاية للمجال الناتج عن هذه الشحنة. بالنسبة للمجال الناتج عن الشحنة السالبة، فإن خطوط القوة تأتي من اللانهاية إلى الشحنة.
إن جهد المجال الكهروستاتيكي عند نقطة معينة هو كمية عددية تساوي عدديًا الطاقة الكامنة لوحدة شحنة موجبة موضوعة عند نقطة مجال معينة:
إن الشغل الذي تبذله قوى المجال الكهروستاتيكي عند تحريك نقطة شحنة كهربائية يساوي حاصل ضرب هذه الشحنة وفرق الجهد بين نقطتي البداية والنهاية للمسار:
أين و هي إمكانات النقاط الأولية والنهائية للمجال عندما تتحرك الشحنة.
يرتبط التوتر بإمكانات المجال الكهروستاتيكي بالعلاقة:
يشير التدرج المحتمل إلى اتجاه أسرع تغيير في الإمكانات عند التحرك في اتجاه عمودي على سطح ذي إمكانات متساوية.
قوة المجال تساوي عدديا التغير في الإمكانات لكل وحدة طول , تقاس في الاتجاه العمودي على سطح الجهد المتساوي، ويتم توجيهها في اتجاه انخفاضها (علامة الطرح):
يسمى الموقع الهندسي لنقاط المجال الكهربائي التي لها نفس الإمكانات بسطح متساوي الجهد أو سطح متساوي الجهد. يكون متجه الشدة لكل نقطة من نقاط المجال الكهربائي طبيعيًا بالنسبة لسطح تساوي الجهد المرسوم عبر هذه النقطة. في التين. يوضح الشكل 1 بيانيًا المجال الكهربائي الناتج عن شحنة نقطية موجبة ومستوى سالب الشحنة ر.
الخطوط الصلبة هي أسطح متساوية الجهد ذات إمكانات، وما إلى ذلك، والخطوط المنقطة هي خطوط المجال، ويظهر اتجاهها بواسطة سهم.
كما تعلم، فإن السمة المميزة للموصلات هي أنها تحتوي دائمًا على عدد كبير من ناقلات الشحنة المتنقلة، أي الإلكترونات أو الأيونات الحرة.
داخل الموصل، تتحرك حاملات الشحنة بشكل عام بشكل عشوائي. ومع ذلك، إذا كان هناك مجال كهربائي في الموصل، فإن الحركة الفوضوية للناقلات يتم فرضها من خلال حركتها المنظمة في اتجاه عمل القوى الكهربائية. هذه الحركة الموجهة لحاملات الشحنة المتنقلة في الموصل تحت تأثير المجال تحدث دائمًا بطريقة تؤدي إلى إضعاف المجال داخل الموصل. وبما أن عدد حاملات الشحنة المتحركة في الموصل كبير (يحتوي المعدن على حوالي إلكترونات حرة)، فإن حركتها تحت تأثير المجال تحدث حتى يختفي المجال الموجود داخل الموصل تمامًا. دعونا نكتشف بمزيد من التفصيل كيف يحدث هذا.
دع الموصل المعدني، الذي يتكون من جزأين مضغوطين بإحكام على بعضهما البعض، يوضع في مجال كهربائي خارجي E (الشكل 15.13). يتم التأثير على الإلكترونات الحرة في هذا الموصل بواسطة قوى المجال الموجهة إلى اليسار، أي عكس متجه شدة المجال. (اشرح السبب.) نتيجة لإزاحة الإلكترونات تحت تأثير هذه القوى، تظهر فائض من الشحنات الموجبة عند الطرف الأيمن من الموصل، وفائض من الإلكترونات عند الطرف الأيسر. لذلك، ينشأ مجال داخلي (مجال الشحنات النازحة) بين طرفي الموصل، والذي في الشكل 1. يظهر 15.13 بخطوط منقطة. داخل
الموصل، هذا المجال موجه نحو المجال الخارجي وكل إلكترون حر متبقي داخل الموصل يعمل بقوة موجهة نحو اليمين.
في البداية تكون القوة أكبر من القوة ومحصلتها موجهة نحو اليسار. ولذلك، تستمر الإلكترونات الموجودة داخل الموصل في التحول إلى اليسار، ويزداد المجال الداخلي تدريجياً. عندما يتراكم عدد كبير جدًا من الإلكترونات الحرة في الطرف الأيسر من الموصل (لا تزال تشكل جزءًا غير مهم من عددها الإجمالي)، فإن القوة ستصبح مساوية للقوة وسيكون ناتجها مساويًا للصفر. بعد ذلك، ستتحرك الإلكترونات الحرة المتبقية داخل الموصل بشكل عشوائي فقط. وهذا يعني أن شدة المجال داخل الموصل صفر، أي أن المجال داخل الموصل قد اختفى.
لذلك، عندما يدخل موصل مجالًا كهربائيًا، فإنه يصبح مكهربًا بحيث تظهر شحنة موجبة في أحد طرفيه، وتظهر شحنة سالبة بنفس الحجم في الطرف الآخر. تسمى هذه الكهربة بالحث الكهروستاتيكي أو الكهربة عن طريق التأثير. لاحظ أنه في هذه الحالة يتم إعادة توزيع الرسوم الخاصة بالموصل فقط. لذلك، إذا تمت إزالة هذا الموصل من المجال، فسيتم توزيع شحناته الإيجابية والسلبية مرة أخرى بالتساوي في جميع أنحاء حجم الموصل بالكامل وستصبح جميع أجزائه محايدة كهربائيًا.
من السهل التحقق من أنه عند الطرفين المتقابلين للموصل المكهرب بالتأثير، توجد بالفعل كميات متساوية من الشحنات ذات الإشارة المعاكسة. دعونا نقسم هذا الموصل إلى قسمين (الشكل 15.13) ثم نخرجهما من الحقل. ومن خلال توصيل كل جزء من الموصل بمكشاف كهربائي منفصل، سنتأكد من شحنها. (فكر في كيفية إظهار أن هذه الشحنات لها إشارات متضادة.) إذا أعدنا توصيل الجزأين بحيث يشكلان موصلًا واحدًا، فسنجد أن الشحنات تلغي. وهذا يعني أنه قبل الاتصال، كانت الشحنات على كلا جزأين الموصل متساوية في الحجم ومتعاكسة في الإشارة.
إن الوقت الذي يتم خلاله كهربة الموصل بالتأثير قصير جدًا بحيث يحدث توازن الشحنات على الموصل على الفور تقريبًا. في هذه الحالة، يصبح التوتر، وبالتالي فرق الجهد داخل الموصل، صفرًا في كل مكان. إذن بالنسبة لأي نقطتين داخل الموصل تكون العلاقة صحيحة
وبالتالي، عندما تكون الشحنات المحملة على الموصل في حالة اتزان، فإن إمكانات جميع نقاطه تكون واحدة. ينطبق هذا أيضًا على الموصل المكهرب عن طريق ملامسته لجسم مشحون. لنأخذ كرة موصلة ونضع شحنة عند النقطة M على سطحها (الشكل 15.14). ثم يظهر حقل في الموصل لفترة قصيرة، وتظهر شحنة زائدة عند النقطة M. تحت تأثير قوى هذا المجال
يتم توزيع الشحنة بالتساوي على كامل سطح الكرة، مما يؤدي إلى اختفاء المجال داخل الموصل.
لذلك، بغض النظر عن كيفية كهربة الموصل، عندما تكون الشحنات في حالة توازن، لا يوجد مجال داخل الموصل، وتكون إمكانات جميع نقاط الموصل هي نفسها (سواء داخل الموصل أو على سطحه). وفي الوقت نفسه، يوجد بالطبع المجال خارج الموصل المكهرب، وتكون خطوط شدته عادية (متعامدة) على سطح الموصل. ويمكن ملاحظة ذلك من المنطق التالي. إذا كان خط التوتر يميل في مكان ما إلى سطح الموصل (الشكل 15.15)، فيمكن أن تتحلل القوة المؤثرة على الشحنة عند هذه النقطة على السطح إلى مكونات، تحت تأثير القوة الموجهة على طول السطح ستتحرك الشحنات على طول سطح الموصل، ولا ينبغي أن يكون هناك توازن للشحنة. وبالتالي، عندما تكون الشحنات الموجودة على الموصل في حالة توازن، يكون سطحه سطحًا متساوي الجهد.
إذا لم يكن هناك مجال داخل الموصل المشحون، فيجب أن تكون كثافة حجم الشحنات فيه (كمية الكهرباء لكل وحدة حجم) صفرًا في كل مكان.
في الواقع، إذا كانت هناك شحنة في أي حجم صغير من الموصل، فسيوجد مجال كهربائي حول هذا الحجم.
لقد ثبت في نظرية المجال أنه في حالة التوازن، فإن كل الشحنات الزائدة للموصل المكهرب تقع على سطحه. وهذا يعني أنه يمكن إزالة الجزء الداخلي بالكامل من هذا الموصل ولن يتغير شيء في ترتيب الشحنات على سطحه. على سبيل المثال، إذا كانت كرتان معدنيتان متساويتان في الحجم، إحداهما صلبة والأخرى مجوفة، مكهربتين بشكل متساوٍ، فإن المجالات المحيطة بالكرات ستكون نفسها. وكان م. فاراداي أول من أثبت ذلك تجريبيا.
لذلك، إذا تم وضع موصل مجوف في مجال كهربائي أو تم كهربته عن طريق ملامسته لجسم مشحون، إذن
عندما تكون الشحنات في حالة توازن، فإن المجال الموجود داخل التجويف لن يكون موجودا. تعتمد الحماية الكهروستاتيكية على هذا. إذا تم وضع أي جهاز في علبة معدنية، فلن تخترق المجالات الكهربائية الخارجية داخل العلبة، أي أن تشغيل وقراءات مثل هذا الجهاز لن تعتمد على وجود وتغيرات المجالات الكهربائية الخارجية.
دعونا الآن نتعرف على كيفية وضع الشحنات على السطح الخارجي للموصل. لنأخذ شبكة معدنية على مقبضين عازلين يتم لصق أوراق الورق عليهما (الشكل 15.16). إذا قمت بشحن الشبكة ثم قمت بتمديدها (الشكل 15.16، أ)، فسوف تنفصل الأوراق الموجودة على جانبي الشبكة. إذا قمت بثني الشبكة في حلقة، فسيتم انحراف الأوراق الموجودة على الجانب الخارجي للشبكة فقط (الشكل 15.16، ب). من خلال منح الشبكة انحناءًا مختلفًا، يمكنك التأكد من أن الشحنات موجودة فقط على الجانب المحدب من السطح، وفي تلك الأماكن التي يكون فيها السطح أكثر انحناءً (نصف قطر انحناء أصغر)، تتراكم المزيد من الشحنات.
لذلك، يتم توزيع الشحنة بالتساوي فقط على سطح موصل كروي. مع الشكل التعسفي للموصل، تكون كثافة الشحنة السطحية، وبالتالي شدة المجال بالقرب من سطح الموصل أكبر عندما يكون انحناء السطح أكبر. تكون كثافة الشحنة عالية بشكل خاص عند النتوءات وعلى أطراف الموصل (الشكل 15.17). يمكن التحقق من ذلك عن طريق لمس نقاط مختلفة من الموصل المكهرب بمسبار ثم لمس المكشاف الكهربائي. الموصل المكهرب الذي يحتوي على نقاط أو المجهز بنقطة يفقد شحنته بسرعة. لذلك، يجب ألا يحتوي الموصل الذي يجب الحفاظ على الشحن عليه لفترة طويلة على نقاط حادة.
(فكر في سبب انتهاء قضيب المكشاف الكهربائي على شكل كرة.)
المجال الكهربائي هو أحد المفاهيم النظرية التي تفسر ظاهرة التفاعل بين الأجسام المشحونة. ولا يمكن لمس المادة، ولكن يمكن إثبات وجودها، وهو ما تم من خلال مئات التجارب الطبيعية.
تفاعل الهيئات المشحونة
لقد اعتدنا على اعتبار النظريات التي عفا عليها الزمن مجرد مدينة فاضلة، إلا أن رجال العلم ليسوا أغبياء على الإطلاق. اليوم، تبدو نظرية فرانكلين بشأن السوائل الكهربائية مضحكة؛ وقد خصص لها الفيزيائي البارز أبينوس أطروحة كاملة. تم اكتشاف قانون كولوم تجريبيًا على أساس موازين الالتواء، واستخدم جورج أوم طرقًا مماثلة لاستخلاص القانون المعروف. ولكن ما الذي يكمن وراء كل هذا؟
وعلينا أن نعترف بأن المجال الكهربائي هو مجرد نظرية أخرى، وليست أقل شأنا من مائع فرانكلين. اليوم هناك حقيقتان معروفتان عن المادة:
وضعت الحقائق المذكورة الأساس للفهم الحديث للتفاعلات في الطبيعة وتعمل كدعم لنظرية التفاعل قصير المدى. بالإضافة إلى ذلك، طرح العلماء افتراضات أخرى حول جوهر الظاهرة المرصودة. تتضمن نظرية العمل قصير المدى التوزيع الفوري للقوى دون مشاركة الأثير. وبما أن إدراك الظواهر أصعب من استشعار المجال الكهربائي، فقد أطلق العديد من الفلاسفة على مثل هذه الآراء اسم المثالية. في بلدنا، تم انتقادهم بنجاح من قبل الحكومة السوفيتية، لأنه، كما هو معروف، لم يحب البلاشفة الله، وفي كل فرصة كانوا ينقرون على فكرة وجود شيء "يعتمد على أفكارنا وأفكارنا". الإجراءات "(في نفس الوقت دراسة القوى العظمى لجونا).
فسر فرانكلين الشحنات الموجبة والسالبة للأجسام بزيادة ونقص السائل الكهربائي.
خصائص المجال الكهربائي
يوصف المجال الكهربائي بكمية متجهة - الشدة. سهم يتوافق اتجاهه مع القوة المؤثرة عند نقطة ما على وحدة شحنة موجبة، ويتناسب طولها مع حجم القوة. يجد الفيزيائيون أنه من المناسب استخدام الإمكانات. الكمية عددية، ومن الأسهل تخيلها باستخدام مثال درجة الحرارة: عند كل نقطة في الفضاء هناك قيمة معينة. يشير الجهد الكهربائي إلى الشغل المبذول لتحريك شحنة الوحدة من نقطة الجهد صفر إلى نقطة معينة.
يسمى الحقل الموضح بالطريقة المذكورة أعلاه بحقل غير دوراني. تسمى أحيانا الإمكانات. وظيفة المجال الكهربائي المحتملة مستمرة وتتغير بسلاسة على مدى الفضاء. ونتيجة لذلك، نختار نقاطًا ذات إمكانات متساوية تعمل على طي الأسطح. بالنسبة لشحنة الوحدة، تكون الكرة: كلما كان الجسم بعيدًا، كان المجال أضعف (قانون كولوم). تسمى الأسطح متساوية الجهد.
لفهم معادلات ماكسويل، عليك فهم العديد من خصائص الحقل المتجه:
- إن تدرج الإمكانات الكهربائية هو متجه يتزامن اتجاهه مع أسرع نمو لمعلمة المجال. كلما تغيرت القيمة بشكل أسرع، زادت القيمة. يتم توجيه التدرج من قيمة محتملة أصغر إلى قيمة أكبر:
- التدرج عمودي على سطح متساوي الجهد.
- كلما زاد التدرج، كلما اقترب موقع الأسطح متساوية الجهد التي تختلف عن بعضها البعض بقيمة معينة لجهد المجال الكهربائي.
- التدرج المحتمل، المأخوذ بالإشارة المعاكسة، هو شدة المجال الكهربائي.
الجهد الكهربائي. التدرج "الصعود صعودا"
- التباعد هو كمية عددية محسوبة لمتجه شدة المجال الكهربائي. وهو مشابه للتدرج (للنواقل)، ويظهر معدل تغير القيمة. الحاجة إلى تقديم خاصية إضافية: الحقل المتجه ليس له أي تدرج. ولذلك، فإن الوصف يتطلب تماثلا معينا - الاختلاف. المعلمة في التدوين الرياضي تشبه التدرج، الذي يُشار إليه بالحرف اليوناني nabla، ويستخدم للكميات المتجهة.
- يُسمى الجزء الدوار لحقل المتجه بالدوامة. ماديا، القيمة هي صفر عندما تتغير المعلمة بشكل موحد. إذا كان الجزء المتحرك غير صفر، تحدث انحناءات الخط المغلق. بحكم التعريف، لا تحتوي المجالات المحتملة لشحنات النقاط على دوامة. خطوط التوتر في هذه الحالة ليست بالضرورة مستقيمة. إنها ببساطة تتغير بسلاسة، دون تشكيل دوامات. غالبًا ما يُطلق على الحقل الذي يحتوي على دوار غير صفري اسم الملف اللولبي. غالبا ما يستخدم المرادف - دوامة.
- يتم تمثيل التدفق الكلي للناقل بالتكامل السطحي لمنتج شدة المجال الكهربائي والمنطقة الأولية. إن حد المقدار عندما تميل سعة الجسم إلى الصفر يمثل انحراف المجال. يتم دراسة مفهوم الحد في المدرسة الثانوية، ويمكن للطالب الحصول على فكرة عن موضوع المناقشة.
تصف معادلات ماكسويل المجال الكهربائي المتغير بمرور الوقت وتظهر أنه في مثل هذه الحالات تنشأ موجة. من المقبول عمومًا أن إحدى الصيغ تشير إلى عدم وجود شحنات مغناطيسية معزولة (أقطاب) في الطبيعة. في بعض الأحيان نواجه في الأدب عاملًا خاصًا - اللابلاسي. يُشار إليه بمربع النابلة، المحسوب للكميات المتجهة، والممثل باختلاف تدرج المجال.
وباستخدام هذه الكميات، يقوم علماء الرياضيات والفيزياء بحساب المجالات الكهربائية والمغناطيسية. على سبيل المثال، تم إثبات ما يلي: فقط المجال غير الدوراني (رسوم النقطة) يمكن أن يكون له إمكانات عددية. تم اختراع بديهيات أخرى. مجال الدوامة للدوار خالي من التباعد.
يمكننا بسهولة استخدام هذه البديهيات كأساس لوصف العمليات التي تحدث في الأجهزة الحقيقية الموجودة. مقاومة الجاذبية والحركة الدائمة ستكون مساعدة جيدة للاقتصاد. إذا لم ينجح أحد في وضع نظرية أينشتاين موضع التنفيذ، فإن إنجازات نيكولا تيسلا قيد الدراسة من قبل المتحمسين. لا يوجد الدوار أو الاختلاف.
تاريخ موجز لتطور المجال الكهربائي
وتلا صياغة النظرية أعمال عديدة حول تطبيق المجالات الكهربائية والكهرومغناطيسية عمليا، أشهرها في روسيا تعتبر تجربة بوبوف في نقل المعلومات عبر الهواء. وقد نشأت عدد من الأسئلة. إن نظرية ماكسويل المتناغمة عاجزة عن تفسير الظواهر التي لوحظت أثناء مرور الموجات الكهرومغناطيسية عبر الوسائط المتأينة. افترض بلانك أن الطاقة الإشعاعية تنبعث في أجزاء مقاسة، سُميت فيما بعد بالكمات. تم اكتشاف حيود الإلكترونات الفردية، والذي تم توضيحه باللغة الإنجليزية على موقع يوتيوب، في عام 1949 من قبل علماء الفيزياء السوفييت. أظهر الجسيم خصائص موجية في نفس الوقت.
وهذا يخبرنا أن الفكرة الحديثة للمجال الكهربائي الثابت والمتغير بعيدة كل البعد عن الكمال. يعرف الكثير من الناس أينشتاين، لكنهم عاجزون عن تفسير ما اكتشفه الفيزيائي. تربط النظرية النسبية لعام 1915 بين المجالات الكهربائية والمغناطيسية والجاذبية. صحيح أنه لم يتم تقديم أي صيغ في شكل قانون. ومن المعروف اليوم: أن هناك جسيمات تتحرك بشكل أسرع من انتشار الضوء. حجر آخر في الحديقة.
كانت أنظمة الوحدات تتغير باستمرار. إن نظام GHS الذي تم تقديمه في البداية، استنادًا إلى عمل Gauss، ليس مناسبًا. تشير الأحرف الأولى إلى الوحدات الأساسية: السنتيمتر، الجرام، الثانية. تمت إضافة الكميات الكهرومغناطيسية إلى النظام المنسق عالميًا في عام 1874 بواسطة ماكسويل وطومسون. بدأ اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في استخدام محطة الفضاء الدولية (المتر والكيلوغرام والثانية) في عام 1948. أدى إدخال نظام SI (GOST 9867) في ستينيات القرن العشرين، حيث يتم قياس شدة المجال الكهربائي بوحدة V/m، إلى وضع حد للمعارك.
باستخدام المجال الكهربائي
تتراكم الشحنات الكهربائية في المكثفات. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل حقل بين اللوحات. نظرًا لأن السعة تعتمد بشكل مباشر على حجم ناقل الجهد، فمن أجل زيادة المعلمة، يتم ملء المساحة بمادة عازلة.
بشكل غير مباشر، يتم استخدام المجالات الكهربائية بواسطة أنابيب الصورة وثريات تشيزيفسكي؛ وتتحكم إمكانات الشبكة في حركة حزم أنبوب الإلكترون. على الرغم من عدم وجود نظرية متماسكة، فإن تأثيرات المجال الكهربائي تكمن وراء العديد من الصور.