ماذا تحسب هذه الأداة
تحسب هذه الأداة شدة المجال الكهربائي المنتظم المتكوّن بين لوحين موصلين متوازيين — وهو التركيب الكلاسيكي للمكثّف ذي اللوحين المتوازيين. فعندما يُطبَّق جهد كهربائي بين لوحين تفصل بينهما مسافة صغيرة، ينشأ في الفجوة مجال كهربائي شبه منتظم يتجه من اللوح الموجب نحو اللوح السالب.
كيفية الاستخدام
أدخِل قيمة الجهد (فرق الجهد) المطبَّق بين اللوحين بالفولت، ثم المسافة الفاصلة بين اللوحين بالأمتار. تعطيك الحاسبة شدة المجال بوحدة الفولت لكل متر (V/m)، وهي تساوي عدديًا النيوتن لكل كولوم (N/C).
شرح المعادلة
يُحسَب المجال من العلاقة $$E = \frac{\text{Voltage (V)}}{\text{Plate separation (m)}}$$. ولأن المجال بين لوحين متوازيين كبيرين يكون منتظمًا، فإن فرق الجهد يساوي شدة المجال مضروبةً في المسافة (\(V = E \cdot d\))، وبالتالي فإن قسمة الجهد على مسافة الفجوة تُعيد لنا قيمة المجال. احرص على توحيد الوحدات: استخدام الفولت والأمتار يعطي نتيجة بوحدة V/m. وإذا كانت الفجوة مقاسة بالمليمتر، فحوِّلها أولًا إلى الأمتار (1 مم = 0.001 م).
مثال محلول
لنفترض أن لوحين موصولان بمصدر جهد قيمته 100 فولت، وأن المسافة بينهما 0.01 م (أي 1 سم). عندئذٍ يكون $$E = \frac{100}{0.01} = 10{,}000 \ \text{فولت/متر}.$$ إن أيّ شحنة اختبار توضع داخل هذه الفجوة ستتعرّض لقوة مقدارها 10,000 نيوتن لكل كولوم من الشحنة.
الأسئلة الشائعة
هل وحدتا V/m وN/C متساويتان؟ نعم. فالفولت الواحد لكل متر يساوي تمامًا نيوتنًا واحدًا لكل كولوم، ومن ثَمّ يمكن استبدال إحداهما بالأخرى عند التعبير عن شدة المجال الكهربائي.
هل تؤثّر مساحة اللوح في النتيجة؟ لا تؤثّر في شدة المجال نفسها، إذ تعتمد العلاقة \(E = V/d\) على الجهد والفجوة فقط، بافتراض أن اللوحين كبيران مقارنةً بالمسافة بينهما بحيث تكون التأثيرات الحافّية مهمَلة.
ماذا يحدث إذا زدتُ المسافة بين اللوحين؟ عند ثبات الجهد، تؤدي زيادة المسافة إلى مجال أضعف، لأن الجهد نفسه يتوزّع على مسافة أكبر.
