|
|
עמוד:33
איור 2 . 16 מתאר את קווי השדה של מטען חיובי בודד , מטען שלילי בודד , צמד מטענים — חיובי ושלילי , וזוג לוחות טעונים . החצים על קווי השדה מסמנים את כיוון השדה . קווי השדה של מטען בודד הם קווים ישרים , משום שהשדה מכוון בכל נקודה אל המטען ( כשהמטען שלילי ) או ממנו והלאה ( כשהמטען חיובי . ( אם בסביבה יש מטען נוסף , השדה בכל נקודה יהיה סכום וקטורי של שני שדות , וקווי השדה לא יהיו תמיד קווים ישרים . לדוגמא , איור 2 . 16 ג מציג את קווי השדה של זוג מטענים נקודתיים .-q "\ + q קווי השדה בין לוחות מקבילים בעלי צפיפויות מטען אחידות ק a ,+ הם קווים ישרים , הנמשכים מהלוח החיובי לשלילי 2 . 16 ) ד . ( בכל נקודה השדה החשמלי יכול להיות בעל כיוון אחד בלבד . מכיוון שכיוון השדה מגדיר את קו השדה , בכל נקודה יכול לעבור רק קו שדה אחד . מכאן שקווי השדה לעולם אינם חותכים זה את זה ואינם מתפצלים ( אלא במטען הנקודתי עצמו . ( נציין , ללא הוכחה , כי עבור כל מערכת מטענים אפשר לסרטט קווי שדה רציפים , היוצאים ממטען חיובי ומסתיימים במטען שלילי ( או , לחלופין , יוצאים ממטען חיובי ונמשכים עד אינסוף , או באים מאינסוף ומסתיימים במטען שלילי . ( בעזרת קווי השדה אפשר לציין לא רק את כיוון השדה החשמלי אלא גם את עוצמתו . עושים זאת על ידי כך שמסרטטים את קווי השדה באופן שצפיפותם בסביבת נקודה מסוימת פרופורציונית לעוצמת השדה באותה נקודה . באזור שבו הקווים צפופים — השדה חזק , ובאזור שבו הם מרווחים יותר — השדה חלש . במקרה של מטען נקודתי בודד קל לראות שהדבר עולה בקנה אחד עם חוק קולון . כדי לראות זאת , נגדיר תחילה באופן מדויק את המונח הצפ » פות של קוו > השדה . זהו מספר הקווים החותכים יחידת שטח הניצבת לכיוון השדה ( ראה איור . ( 2 . 17 כדי לחשב את צפיפות הקווים במרחק r ממטען נקודתי , נתאר לעצמנו כדור דמיוני ברדיוס , / שהמטען במרכזו . שטח פני הכדור הוא כזכור , 4 nr 2 ובכל נקודה עליו קווי השדה ניצבים לפני השטח . לכן , צפיפות קווי השדה היא pilAnr 2 כאשר N הוא מספר הקווים היוצאים מהמטען לכל הכיוונים . פירוש הדבר שצפיפות הקווים פרופורציונית ל . 1 // אולם לפי חוק קולון גם עוצמת השדה סביב אי 1 ר : 2 . 14 וקטורי השדה החשמלי סביב מטען חיובי ( א ) ומטען שלילי ( ב . ( א » ול : 2 . 15 קו שדה הוא קו דמיוני שהמשיק לו , בכל נקודה , מסמן את כיוון השדה החשמלי באותה נקודה .
|
|