الشحنات والمجالات الكهربائية

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

الشحنات والمجالات الكهربائية الفيزياء

من بين الحقائق الرئيسة حول الشحنات أن المتماثل منها يتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب. الجسم المشحون يؤثر في المنطقة المحيطة به: بمعنى آخر تنتج الشحنة مجالاً كهربائيا.

عند تطبيق مجالٍ كهربائي على مادة عازلة يؤثر المجال على إلكترونات المادة بقوة. وإذا كانت شدة المجال الكهربائي عالية بما يكفي تنتزع الإلكترونات من ذرات الماد العازلة لتسري فيها حاملة شحنتها.

تُفسر هذه الحقيقة ظاهرة البرق. فالمجال الكهربائي عالي الشدة الناشئ عن السحب المشحونة، أو بينها والأرض، تؤدي إلى كسر خصائص العازلية للهواء فتقفز شرارة كبيرة بين السحب أو بينها والأرض. ويصاحب ذلك وميضٌ ضوئي وموجاتُ صدم في الهواء.

إذا كانت الشحنة الموجبة لجسمٍ أكبر من الشحنة الموجبة لجسم آخر (مماثل له في الشكل الهندسي) قيل أن الجهد الكهربائي للجسم الأول أعلى من الجهد الكهربائي للثاني.

عند توصيل جسمين (موصلين) مع بعضهما تسري الشحنات الكهربائية الموجبة (التيار الاصطلاحي) من الجسم الأعلى جهداً إلى الأقل حتى يتساوى الجهد الكهربائي للجسمين.

وكلما كان فرق الجهد الابتدائي بين الجسمين أعلى كلما كان معدل سريان الشحنات أعلى. من المصطلحات الكهربائية الأخرى مصطلح فرق الجهد والذي يُقاس بوحدة الفولت، كما تُقاس الشحنة بوحدة الكولوم. ينطوي سريان الشحنات على تغيرٍ في الطاقة، ولذلك يمثل الأمر بذل شغلٍ.

العوازل: عناصر أو مركبات لا معدنية تقاوم مرور التيار الكهربائي خلالها.