الشحنة الكهربائية
هي الخاصية التي يحملها الجسيم الدقيق، مثل الإلكترونات، والبروتونات، والنيترونات ،فتحمل شحنة سالبة , وشحنة موجبة، وشحنة متعادلة، حيث يتولد حول هذه الشحنات ما يسمى بالمجال الكهربائي، وكل مجال كهربائي يمكن توليد مجال مغناطيسي منه، والذي يعتمد اتجاهه على نوع الشحنة الكهربائية أو القطب المغناطيسي شمالي أو جنوبي .
المجال الكهربائي وأنواعه
عَرَّفهُ فاراداي على أنه الفضاء المحيط بالشحنة، وله قوةٌ مؤثر’ على الأجسام المشحونة التي في حَيِزِهِ.
أما أنواع المجال الكهربائي فهي:
- المجال المنتظم وهو الذي تكون فيه قوة المجال متساوية عند جميع النقاط فيه، واتجاهات المجال متشابهةً، وعلى شكل خطوط مستقيمة.
- المجال الغير منتظم وهو الذي تختلف قوته واتجاهه عند جميع النقاط.
شدة المجال الكهربائي وخطوطه
هي مقدار القوة التي يؤثر بها المجال الكهربائي على شحنةٍ، حال دخولها حَيِزُهُ، وخطوط المجال الكهربائي هي خطوط وهمية، توضح مسارا افتراضيا لشحنة موجبة، تتحرك داخل مجال كهربائي.
خصائص خطوط المجال الكهربائي
- خطوط وهمية تخرج من الشحنة الموجبة، وتنتهي بالشحنة السالبة.
- تتمركز الخطوط حول سطح الشحنة دون أن تخترقها.
- تدل كثافة الخطوط من حيث عددها في وحدة المساحة على شدة التيار الكهربائي.
- مسارات خطوط المجال الكهربائي غير متقاطعة.
- يتم تحديد اتجاه المجال الكهربائي عند أي نقطة، بأخذ مماس على خطوط المجال الكهربائي عندها.
ثنائي القطب الكهربائي
هو منظومة مؤلفة من شحنتين متساويتين ومتعاكستين، يفصل بينهما مسافة مقدرة، تقع تحت تأثير ونتائج العزم المتولد من وجود الشحنتين، ولنسميهما القطبين، ليتولد بذلك عزم للقطب الثنائي.
- الشحنة الموجبة يتولد حولها مجال كهربائي له خطوط تتجه إلى مركزها من الخارج إلى الداخل من كل الاتجاهات.
- الشحنة السالبة يتولد حولها مجال كهربائي له خطوط تخرج من مركزها من الداخل إلى الخارج في كل الاتجاهات.
- عند تقابل شحنتين متعاكستين بالشحنة، تخرج خطوط المجال الكهربائي من الشحنة السالبة، وتدخل الى الشحنة الموجبة في المنطقة الفاصلة بينهما.
عزم ثنائي القطب
هو مقياس لفصل الشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة، ويعتمد على المسافة ما بين الشحنتين وشدة كل شحنة.
تحولات الطاقة في ثنائي القطب
- ثنائي أقطاب فعّال وفيه يتم توليد جهد كهربائي من طاقة أخرى، كالمولد الكهربائي.
- ثنائي أقطاب غير فعّال وفيه يتم تحويل الطاقة الى شكلٍ آخر من أشكال الطاقة، مثل المكثفات، والملفات الكهربائية، لتوليد طاقة حركية أو حرارية...إلخ.
