فیزیک دبیرستان

اطراف زمین این خاصیت وجود دارد که بر تمامی اجرام نیروی گرانشی وارد می‌شود. در آن نقاطی از فضا که بر بارهای ساکن نیروی الکتریکی وارد می‌شود، اصطلاحاً می‌گوییم که در این نقاط میدان الکتریکی وجود دارد.

photo: molcad.de

برای میدان الکتریکی دو تعریف ارائه می‌شود. تعریف بالا را تعریف کیفی میدان الکتریکی می‌نامند. در ادامه برای میدان الکتریکی یک تعریف کمی هم بیان خواهد شد.

ما در این قسمت کاری به این که عامل بوجود آورنده میدان چیست، نداریم. میدان ممکن است ناشی از یک بار نقطه‌ای تنها و یا ناشی از آرایش خاصی از بارها باشد.

میدان الکتریکی را با حرف E نشان می‌دهیم. میدان الکتریکی یک کمیت برداری است؛ یعنی در هر نقطه‌ای از فضا دارای اندازه و جهت است. میدان الکتریکی به صورت زیر تعریف می‌شود

E = F/q₀

بردار میدان الکتریکی حاصل ضرب بردار نیرو در عدد p1/q₀است. بار q₀ یک بار دلخواه مثبت انتخاب می‌شود. اگر از سال دوم بحث مربوط به ضرب یک عدد در یک بردار یادتان باشد، می‌توان گفت که جهت E همان جهت F است و اندازه E هم برابر F/q₀ است.

برای میدان الکتریکی تعریف دیگری از روی فرمول بالا ارائه می‌شود که آن را تعریف کمّی می‌نامند. این تعریف به این صورت بیان می‌شود: «بردار میدان الکتریکی در هر نقطه، همان بردار نیروی وارد بر یکای بار الکتریکی مثبت در آن نقطه است.» اگر این تعریف را متوجه نمی‌شوید، کافی است در فرمول تعریف میدان، به جای q₀ عدد یک بگذارید. چرا یک؟ چون منظور از یکای بار همان بار یک کولنی است

E = F/q = F/1=F ? E = F

مثال
1. در نقطه‌ای از یک میدان الکتریکی، بر یک بار 1 کولنی، 5 نیوتون نیروی الکتریکی وارد می‌شود. اندازه میدان در نقطه مورد نظر چند نیوتون بر کولن است؟
جواب:

E = F/q₀= 5/1 = 5 N/C

ملاحظات
معمولاً از تعریف میدان در امتحانات نهایی سؤال پرسیده می‌شود. از بقیه قسمتها بعید است سؤالی بیاید. اما این قسمت مطالب پایه در مورد میدان را در خودش دارد.