آموزش فيزيك 3 ـ ميدان الكتريكي

اطراف زمين اين خاصيت وجود دارد كه بر تمامي اجرام نيروي گرانشي وارد مي‌شود. در آن نقاطي از فضا كه بر بارهاي ساكن نيروي الكتريكي وارد مي‌شود، اصطلاحاً مي‌گوييم كه در اين نقاط ميدان الكتريكي وجود دارد.

photo: molcad.de

براي ميدان الكتريكي دو تعريف ارائه مي‌شود. تعريف بالا را تعريف كيفي ميدان الكتريكي مي‌نامند. در ادامه براي ميدان الكتريكي يك تعريف كمي هم بيان خواهد شد.

ما در اين قسمت كاري به اين كه عامل بوجود آورنده ميدان چيست، نداريم. ميدان ممكن است ناشي از يك بار نقطه‌اي تنها و يا ناشي از آرايش خاصي از بارها باشد.

ميدان الكتريكي را با حرف E نشان مي‌دهيم. ميدان الكتريكي يك كميت برداري است؛ يعني در هر نقطه‌اي از فضا داراي اندازه و جهت است. ميدان الكتريكي به صورت زير تعريف مي‌شود

E = F/q₀

بردار ميدان الكتريكي حاصل ضرب بردار نيرو در عدد p1/q₀است. بار q₀ يك بار دلخواه مثبت انتخاب مي‌شود. اگر از سال دوم بحث مربوط به ضرب يك عدد در يك بردار يادتان باشد، مي‌توان گفت كه جهت E همان جهت F است و اندازه E هم برابر F/q₀ است.

براي ميدان الكتريكي تعريف ديگري از روي فرمول بالا ارائه مي‌شود كه آن را تعريف كمّي مي‌نامند. اين تعريف به اين صورت بيان مي‌شود: «بردار ميدان الكتريكي در هر نقطه، همان بردار نيروي وارد بر يكاي بار الكتريكي مثبت در آن نقطه است.» اگر اين تعريف را متوجه نمي‌شويد، كافي است در فرمول تعريف ميدان، به جاي q₀ عدد يك بگذاريد. چرا يك؟ چون منظور از يكاي بار همان بار يك كولني است

E = F/q = F/1=F → E = F

مثال
1. در نقطه‌اي از يك ميدان الكتريكي، بر يك بار 1 كولني، 5 نيوتون نيروي الكتريكي وارد مي‌شود. اندازه ميدان در نقطه مورد نظر چند نيوتون بر كولن است؟
جواب:

E = F/q₀= 5/1 = 5 N/C

ملاحظات
معمولاً از تعريف ميدان در امتحانات نهايي سؤال پرسيده مي‌شود. از بقيه قسمتها بعيد است سؤالي بيايد. اما اين قسمت مطالب پايه در مورد ميدان را در خودش دارد.