دسته‌ها
الکتریسیته ساکن الکتریسیته ساکن فیزیک سوم دبیرستان فیزیک یازدهم

خطوط میدان الکتریکی

بارهای الکتریکی در اطراف خود میدان الکتریکی ایجاد می کنند. مایکل فاراده نخستین بار در میانه قرن نوزدهم میلادی روشی را برای تجسم این بردارها ارائه کرد. برای مجسم کردن میدان الکتریکی در فضای اطراف اجسام باردار از خط های جهت داری موسوم به خطوط میدان الکتریکی استفاده می کنیم.

اگر یک بار آزمون را در نزدیکی یک ذره باردار مثبت یا منفی قرار دهیم، بسته به نوع بار، نیروی الکتریکی وارد به بار آزمون در جهت دور شدن از ذره و یا در جهت نزدیک شده به آن خواهد بود.

ph11 s1 Electric field lines 01 خطوط میدان الکتریکی

ویژگی های خطوط میدان الکتریکی

خط های میدان در هر نقطه ، هم جهت با نیروی وارد بر بار مثبت واقع در آن نقطه اند ، در نتیجه جهت این خطوط از بار مثبت رو به خارج و به سوی بار منفی است.

ph11 s1 Electric field lines 02 خطوط میدان الکتریکی

خط میدان در هر نقطه ، جهت میدان در آن نقطه را نشان می دهد و میدان در هر نقطه برداری است مماس بر خط میدانی که از آن نقطه می گذرد و با آن هم جهت است.

ph11 s1 Electric field lines 03 خطوط میدان الکتریکی

در هر ناحیه ای که میدان قوی تر باشد، خط های میدان به یکدیگر نزدیکتر و فشرده ترند. در واقع میزان تراکم خطوط میدان الکتریکی نشان دهنده اندازه میدان است.

ph11 s1 Electric field lines 04 خطوط میدان الکتریکی
در تصویر فوق اندازه میدان الکتریکی در نقطه A بیشتر از اندازه میدان در نقطه B است.

خط های میدان یکدیگر را قطع نمی کنند ، یعنی از هر نقطه فقط یک خط میدان می گذرد. مانند شکل زیر.

ph11 s1 Electric field lines 05jpg خطوط میدان الکتریکی



در این تصویر میدان الکتریکی در اطراف بار q متراکم تر است چون اندازه بار q بیشتر از بار q’ است. در نتیجه میدان الکتریکی اطراف آن قوی تر است.

تجسم واقعی خطوط میدان، در فضاست، و بنابراین طرحی سه بعدی دارد که مانند شکل زیر است.

ph11 s1 Electric field lines 06 خطوط میدان الکتریکی

در ویدیو زیر آزمایشی را مشاهده می کنید که در آن با استفاده از بذر چمن یا خاکشیر ریخته شده روی روغن در داخل ظرفی که الکترود ها را در آن قرار می دهیم، خطوط میدان الکتریکی را مشاهده می کنیم.

خطوط میدان الکتریکی در اطراف دو بار ناهمنام هم اندازه به صورت شکل زیر است.

ph11 s1 Electric field lines 07 خطوط میدان الکتریکی

حال اگر اندازه بار مثبت بزرگتر از اندازه بار منفی باشد، خطوط میدان به صورت شکل زیر رسم می شود.

ph11 s1 Electric field lines 08 خطوط میدان الکتریکی

میدان الکتریکی بین دو صفحه رسانا موازی در دور از لبه ها، را میدان الکتریکی یکنواخت می نامیم که خطوط آن را می توان به صورت شکل زیر نمایش داد.

ph11 s1 Electric field lines 09 خطوط میدان الکتریکی

در زیر می توانید شبیه سازی خطوط میدان الکتریکی (Phet) را مشاهده کنید. کافیست بارها را در صفحه قرار دهید و آرایش خطوط را مشاهده کنید.


دانلود جزوه مطالب فوق به صورت PDF




کبیری

از کبیری

مصطفی کبیری کناری متولد سال ۱۳۶۷ در شهرستان فریدونکنار (استان مازندران) ، دبیر فیزیک دبیرستان های شهرستان کلاردشت با سوابق تحصیلی کارشناسی رشته دبیری فیزیک در دانشگاه مازندران و کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد در دانشگاه تربیت مدرس تهران (نا تمام) هستم . هدف از ایجاد این سایت برای من ، ایجاد یک محیطی آموزشی کارآمد است که در آن دانش آموزان بتوانند فیزیک را به صورت پایه ای و مفهومی بیاموزند .

2 دیدگاه دربارهٔ «خطوط میدان الکتریکی»

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *