میدان الکتریکی چیست و از مفاهیم آن چه می دانید؟

میدان الکتریکی (Electric Field) به فضایی گفته می شود که هر بار الکتریکی در اطراف خود پدید می آورد و می تواند بار دیگر را جذب یا دفع کند. برای درک مفهوم Electric Field لازم است با تعریف آن و بار الکتریکی آشنا شوید. بار الکتریکی نیرویی است که باعث می شود دو جسم یکدیگر را جذب یا دفع کنند و میدان فضای اطراف یک جسم یا شی دارای بار الکتریکی است که در درس فیزیک پایه یازدهم با آن آشنا شده ایم.

بر همین اساس ما می دانیم انرژی حاصل از بار الکتریکی معمولا با پیکان نشان داده می شود و به آن خطوط میدان الکتریکی می گویند. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

مفهوم میدان الکتریکی چیست؟

این مفهوم برای اولین بار توسط مایکل فارادی در قرن نوزدهم کشف شد. او با خطوط پیکانی نیروهای الکتریکی نامرئی اطراف اجسام را نشان داد. خطوط جهت دار بهترین و ساده ترین راه برای توصیف Electric Field اطراف یک سیستم باردار است.

لازم به ذکر است که شدت Electric Field با طول خطوط متناسب است. علاوه بر این چون این میدان با عکس مجذور فاصله متناسب است طبیعی است که با فاصله گرفتن از بار، قدرت آن نیز کاهش می‌ یابد. جهت خطوط رسم شده نیز جهت Electric Field را نشان می ‌دهد که بار مثبت به سمت خارج و بار منفی به سمت داخل است.

بر همین اساس می توان اندازه Electric Field را نیز با تراکم بارها نشان داد مثلا خطوط نزدیک به بار الکتریکی یک میدان قوی و خطوط دور نوع ضعیف را نشان می دهد.

بهتر است بدانید:

همانطور گه گفته شد بار اطراف Electric Field با خطوط یا پیکان هایی با جهت های مختلف نشان داده می شود اگر خطوط به فاصله مساوی از هم  قرار بگیرند یا به عبارت دیگر تعداد خطوطی که از  واحد سطح عبور می کنند در همه جا یكسان باشند به آن میدان الکتریکی یکنواخت گفته می شود. همچنین اگر بار الکتریکی در سراسر حجم یک کره فرضی بطور یکنواخت توزیع شده باشد به آن میدان الکتریکی کره می گویند.

از کاربرد میدان الکتریکی در زندگی می توان به این مسئله اشاره کرد که همه ما در زندگی روزمره در محیط کار ، منزل ، مدرسه ، دانشگاه و حتی در کنار دکل های برق در خارج تر منزل در معرض  الکترومغناطیسی و الکتریکی هستیم و  Electric Field ناشی از تولید، انتقال و استفاده از الکتریسیته برای تسهیل زندگی است که همه ما بطور روزمره از آنها استفاده می کنیم.

میدان های مغناطیسی و الکتریکی توسط خطوط نیرو، سیم های الکتریکی و تجهیزات الکتریکی مانند کامپیوتر شخصی، تلویزیون، یخچال و غیره تولید می شود. این میدان ها در اطراف همه وسایل الکتریکی وجود دارند و قدرت آنها با افزایش ولتاژ افزایش خواهد یافت. بر همین اساس فرضیه هایی در رابطه با تاثیر آنها در ایجاد امراض و سرطان های مختلف وجود دارد که می تواند سلامت انسان ها و سایر جانوران را به خطر بیاندازد.

میدان الکتریکی دو قطبی و دوبار همنام

اگر دو بار الکتریکی غیر همنام در فاصله مشخصی از یکدیگر قرار بگیرند که از هم متاثر شوند تشکیل یک دو قطبی الکتریکی را می‌ دهند که شدت آن با چگالی یا تراکم بار رابطه مثبتی دارد.

به همین ترتیب میدان الکتریکی دوبار همنام ناشی از دو بار الکتریکی همنام است که در یک فاصله مشخص قرار می گیرند که بر یکدیگر تاثیرگذار هستند و یکدیگر را دفع می کنند.

میدان الکتریکی بین دو صفحه نیز همانطور که از نام آن پیداست Electric Field بین دو بار صفحه ای شکل را نشان می دهد که می توانند همنام بوده و یکدیگر را دفع کنند یا برعکس با بارهای ناهمنام یکدیگر را جذب کنند.