در این فیلم آموزشی با ویژگی های خطوط میدان الکتریکی آشنا خواهید شد. همچنین مثال و تست های مهمی درباره ویژگی های این خطوط برای شما بیان می شود.
میدان الکتریکی
بارهای الکتریکی در فضای پیرامون خود میدان الکتریکی ایجاد میکنند. مایکل فارادی فیزیکدان معروف انگلیسی نخستین بار در قرن نوزدهم میلادی روشی را برای تجسم این بردارها ارائه کرد. برای مجسم کردن میدان الکتریکی در فضای اطراف اجسام باردار از خطوط جهتداری موسوم به خطوط میدان الکتریکی استفاده میکنیم. خطوط میدان الکتریکی 4 ویژگی مهم دارند که عبارتند از:
1) در هر نقطه از فضا خط مماس بر خطهای میدان، راستای بردار میدان الکتریکی را نشان میدهد و جهت خطوط میدان نیز همان جهت میدان الکتریکی است که با جهت نیروی وارد بر بار مثبت در آن نقطه یکسان است.
2) هر جا خطوط میدان متراکمتر هستند میدان قویتر است.
3) خطهای میدان الکتریکی از بار مثبت خارج و به بار منفی وارد میشوند.
4) خطوط میدان الکتریکی یکدیگر را قطع نمیکنند. یعنی در هر نقطه از فضا تنها یک میدان الکتریکی داریم.
برای تجسم میدان الکتریکی در فضای اطراف اجسام باردار از خطوط میدان الکتریکی استفاده می کنیم
مثال
برای آشنایی بیشتر با ویژگی های خطوط میدان الکتریکی به نمونه تستی درباره آن توجه نمایید:
مطابق شکل، اگر از نقطۀ C به طرف راست حرکت کنیم، کدامیک از موارد زیر درست خواهد بود؟
1) اندازۀ میدان الکتریکی ابتدا زیاد میشود سپس کم میشود.
2) اندازۀ میدان الکتریکی ابتدا کم میشود سپس زیاد میشود.
3) اندازۀ میدان الکتریکی پیوسته کم میشود.
4) جهت میدان الکتریکی یک مرتبه عوض میشود.
5) جهت میدان الکتریکی عوض نمیشود.
پاسخ: با توجه به ناهمنام بودن بارهای qA و qB میدان برآیندها آنها در امتداد بارها و در جهت بار کوچکتر صفر خواهد شد. با توجه به فرمول محاسبه میدان الکتریکی در نقاط دور از بارها در هر دو طرف میدان الکتریکی صفر می باشد. در نقاط نزدیک به نقطه A و B اندازه میدان بسیار بزرگ است. ضمنا در نقطه ای مانند M که از برآیند میدان ها حاصل شده نیز میدان صفر می شود. پس از نقاط دور در سمت چپ اگر به M نزدیک شویم ابتدا میدان زیاد می شود و سپس دوباره کاهش یافته و صفر می شود.اگر از M به نقطه A نزدیک شویم اندازه میدان افزایش می یابد. در نزدیکی نقاط A و B اندازه میدان بسیار بزرگ است. پس از A به B ابتدا اندازه میدان کاهش و سپس افزایش می یابد. در حرکت از نقطه B به سمت نقطه C نیز اندازه میدان کاهش می یابد. از حرکت از C به سمت نقاط دور در سمت راست تصویر نیز اندازه میدان همچنان کاهشی است تا به صفر برسد. پس گزینه 1 و 2 نادرست و گزینه 3 درست می باشند.
با توجه به بارها میدان E1 و E2 بین نقطه A و B هر دو به سمت B هستند. در راستای سمت راست نقطه B (که نقطه C نیز قرار دارد.)جهت E1 و E2 متفاوت است اما چون q2 بزرگتر و نزدیکتر است پس جهت میدان E2 که از ُسمت راست به B وارد می شود جهت میدان برآیند است. در سمت چپ B نیز در نقطه M جهت عوض می شود. با توجه به آنکه در نقطه قبل و بعد از C جهت میدان عوض نمی شود، پس گزینه 4 غلط و گزینه 5 درست است.
به منظور یادگیری بیشتر درباره خطوط میدان الکتریکی و حل مثال های بیشتر و تست های کنکور، ویدئو آموزشی را مشاهده کنید.
سوالات متداول
خطوط میدان الکتریکی از بار مثبت خارج و به بار منفی وارد می شوند.
در این قسمت ها خطوط میدان الکتریکی متراکم تر هستند.
درود بر شما استاد