ما الفرق بين الحقل الكهربائي وحقل الجاذبية؟
Context:مفهوم الحقل الكهربائي قد تم تقديمه من قبل مايكل فاراداي. يتم إنشاء حقل كهربائي بواسطة جسم مشحون في الفضاء المحيط به، ويؤدي إلى قوة تمارس على أي شحنات أخرى وضعت داخل الحقل. يتصرف المجال الكهربائي بين شحنتين بطريقة مشابهة للطريقة التي يتصرف بها المجال الجاذبية بين كتلتين، ومثل ذلك، يمتد نحو اللانهاية ويظهر علاقة مربعة عكسية مع المسافة. ومع ذلك، هناك فرق مهم. تعمل الجاذبية دائماً في الجذب، تجذب كتلتين معاً، في حين أن المجال الكهربائي يمكن أن يؤدي إما إلى الجذب أو الدفع. وبما أن الأجسام الكبيرة مثل الكواكب لا تحمل شحنة صافية، فإن المجال الكهربائي على مسافة عادة يكون صفرًا. وبالتالي فإن الجاذبية هي القوة المهيمنة على المسافة في الكون، على الرغم من كونها أضعف بكثير. يختلف المجال الكهربائي بشكل عام في الفضاء ويتم تعريف قوته في أي نقطة واحدة على أنها القوة (لكل وحدة شحنة) التي ستشعر بها شحنة ثابتة وغير مهملة إذا تم وضعها في تلك النقطة. يجب أن تكون الشحنة المفاهيمية ، التي تسمى "شحنة الاختبار" ، صغيرة جداً لمنع حقلها الكهربائي من إزعاج الحقل الرئيسي ويجب أن تكون ثابتة أيضًا لمنع تأثير الحقول المغناطيسية. كما يتم تعريف المجال الكهربائي من حيث القوة، والقوة هي متجه، مع كل من الحجم والاتجاه، لذلك يتبع أن المجال الكهربائي هو مجال متجه. دراسة المجالات الكهربائية التي تخلقها الشحنات الثابتة تسمى الكهرباء الثابتة. يمكن تصور الحقل من خلال مجموعة من الخطوط الخيالية التي يكون اتجاها في أي نقطة هو نفس اتجاه الحقل. هذا المفهوم تم إدخاله من قبل فاراداي، الذي مصطلح "خطوط القوة" لا يزال يرى في بعض الأحيان استخدام. خطوط الحقل هي المسارات التي ستسعى الشحنة الإيجابية النقطية إلى القيام بها لأنها أجبرت على التحرك داخل الحقل. ومع ذلك ، فهي مفهوم خيالي بدون وجود مادي ، ويمتد الحقل إلى كل المساحة المتداخلة بين الخطوط. خطوط المجال المنبعثة من الشحنات الثابتة لديها العديد من الخصائص الرئيسية: أولاً ، أنها تنشأ عند الشحنات الإيجابية وتنتهي عند الشحنات السلبية ؛ ثانياً ، يجب أن تدخل أي موصل جيد بزاوية مستقيمة ، وثالثاً ، لا يمكن أن تتقاطع أو تغلق على نفسها.
يتصرف المجال الكهربائي بين شحنتين بطريقة مشابهة للطريقة التي يتصرف بها المجال الجاذبية بين كتلتين، ومثل ذلك، يمتد نحو اللانهاية ويظهر علاقة مربعة عكسية مع المسافة. ومع ذلك، هناك فرق مهم. تعمل الجاذبية دائماً في الجذب، تجذب كتلتين معاً، في حين أن المجال الكهربائي يمكن أن يؤدي إما إلى الجذب أو الدفع.