المجال الكهربائي

عند وضع جسم مشحون بسيط (سنتفق أن يكون شحنة اختبارية موجبة مقدارها ) في نقطة داخل خريطة للمجال الكهربائي مصدره الجسم الكروي المشحون كما في الشكل (2-1)، فان قوة كهربائية ستؤثر على يكون اتجاهها اتجاه المجال الكهربائي.
وإذا ما ابتغينا الدقة في طرح هكذا موضوع فان شحنة الاختبار تؤثر هي الأخرى بقوى على كل الشحنات الموجودة بجوارها، وللتغلب على هذه الصعوبة توجَبَ أن تكون شحنة الاختبار ضئيلة للغاية بحيث لا تؤثر على الشحنات المجاورة إلا بقدر مهمل تماماً.









ما تقدم يصف طريقة عملية لإيجاد شدة المجال الكهربائي في نقطة ما من الفضاء الكهربائي وذلك من خلال حساب نسبة القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة اختبارية موجبة موضوعة في النقطة المراد إيجاد المجال عندها إلى تلك الشحنة ،أي :
………. (1-2)

وهنا يجب أن ننبّه إلى ضرورة اعتماد غاية النسبة في تعريف المجال الكهربائي لغرض جعل الشحنة الاختبارية غير مؤثرة على التوزيع ألشحني المولِد للمجال الكهربائي، وذلك عند اقتراب قيمتها من الصفر، وبذلك يأخذ المجال الكهربائي الصيغة الاتجاهية الآتية :
….…..(2-2)
حيث كمية متجه واتجاهها نفس اتجاه القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة الاختبار الموجبة ، ووحداتها في نظام SI هي أو بالوحدات الأساسية .


لم تكن فكرة استحداث مفهوم خطوط المجال الكهربائي من قبل الإنكليزي ميشيل فاراداي إلا محاولة لرؤية تركيب المجال الكهربائي الناشئ عن توزيع معين من الشحنات.
إن تأثير شحنة الاختبار الموضوعة عند نقطة ما في مجال كهربائي وتحركها باتجاه محصلة القوى الكهربائية المؤثرة عليها وفق المعادلة يعطي طريقة في كيفية رسم خط القوة الكهربائية الذي يعرف بأنه المسار الذي تسلكه شحنة اختبارية موجبة موضوعة في نقطة ما في المجال الكهربائي.
إن خطوط القوة الكهربائية في المجال الكهربائي هي خطوط وهمية تنفذ خلال المجال الكهربائي، تنبع وتتجه بعيداً عن الشحنات الموجبة وتصب وتتجه نحو الشحنات السالب ، بحيث يكون اتجاهها في أي نقطة هو اتجاه المجال من تلك النقطة. إلا انه ليس من الضروري أن تكون كذلك دائماً، فقد تكون خطوط القوة مغلقة على نفسها كما في حالة المجال الكهربائي المتولد عن المجال المغناطيسي المتغير.
وفي بعض الأحيان عندما يكون الكلام عن شحنة معزولة أو كرة مشحونة موجبة كانت أم سالبة فان مجالها يمثل بهيئة خطوط (مستقيمة) حيث تتجه بالقرب من الكرة الموجبة قطرياً إلى الخارج بعيداً عنها وعلى المسارات المبينة في الشكل (2-a2) ، وتتجه بالقرب من الكرة السالبة قطرياً إلى الداخل نحو الكرة المشحونة على المسارات المبينة في الشكل (2-b2) ، وهذا ما يدلل علية اتجاه حركة الشحنة الاختيارية داخل مجال الشحنتين
إن خطوط القوة الكهربائية لا تتقاطع مع بعضها مطلقاً لان تقاطعها في أي نقطة في المجال يعني إن هناك أكثر من اتجاه للمجال الكهربائي وهذا غير وارد.