مراجعة
الفيزياء
للصف الـثاني عشر – علمي
الفصـل الـدراسي الـأول
مقدمة مـن :-
ThugAzooz
Twitter:@ThugAzooz
BB:26E428B4
قبل الـبدأ ..
1- لـ تحميل الـمراجعـة كاملة إضغط هنا
1- لـ تحميل الـمراجعـة كاملة إضغط هنا
2- لـ تحميل تلخيص الفصل الـكهرباء الـساكنـة إضغط هنا
الوحدة الـأولى ( الـكهرباء الـساكنـة )
* الـمصطلحات الـعلميـة : ( 26 )
1- الـقوة الـكهربائيـة :
التأثير الـمتبادل بين شحنتين كهربائيتين نقطيتين .
2- قانون كولوم :
القوة الـكهربائيـة الـمتبادلـة بين شحنتين نقطيتين تتناسب طردياً مع حاصل ضرب مقدار الـشحنتين وتتناسب عكسياً مع مربع الـبعد بينهما وتتغير بتغير الـوسط الـعازل بينهما .
3- كولوم ( C ) :
كميـة الـشحنـة الـنقطيـة الـتي إذا وضعت فـي الـفراغ أو الـهواء على بعد متر واحد مـن شحنـة مماثلـة لها تأثرت كل منهما بقوة مقدارها ( 10 × 9 ) نيوتن .
4- الـمجال الـكهربائي :
منطقـة ( الـحيز ) الـفضاء الـمحيطـة بالشحنـة الـكهربائيـة مـن جميع الـاتجاهات والمستويات ويظهر فيها تأثير الـقوة الـكهروستاتيكيـة .
5- شدة الـمجال الـكهربائي عند نقطـة ( E ) :
متجه الـقوة الـكهربائيـة الـمؤثرة على شحنـة اختبار موجبـة مقدارها كولوم واحد موضوعـة عند الـنقطـة .
6- خطوط الـمجال الـمجال الـكهربائي ( خطوط الـقوة الـكهربائيـة ) :
هي خطوط وهميـة افترضها الـعالم فاراداي لتصور توزيع الـمجال الـكهربائي عند الـمواضع الـمختلفـة وتمثل الـمسار الـذي تسلكه شحنـة الـاختبار الـموجبـة بتأثير الـقوة الـكهربائيـة الـتي يسببها الـمجال الـكهربائي .
7- الـمجال الـكهربائي الـمنتظم :
هو الـمجال الـكهربائي ثابت الـشدة ( E ) مقداراً واتجاهاً عند جميع نقاطه .
أو الـمجال الـذي يمثل بخطوط مستقيمة ومتوازيـة وتفصلها عـن بعضها مسافات متساويـة كالمجال بين لوحي مكثف مستو بعيداً عـن أطرافه ، ( يؤثر على الـأجسام الـموضوعـة فيه بقوة وعجلـة منتظمتين ) .
8- الـشحنـة الـنوعيـة للجسيم :
النسبـة بين شحنـة الـجسيم وكتلته .
9- الـمجال الـكهربائي غير الـمنتظم :
هو الـمجال الـذي تكون شدته ( E ) متغيرة مقداراً واتجاهاً أحدهم أو كلاهما مـن نقطـة إلى أخرى .
كمجال شحنـة كهربائيـة مفردة أو شحنتين متجاورتين أو الـمجال حول الـموصلات الـمشحونـة والمعزولـة
<< أو عند أطراف لوحي مكثف >> و( يؤثر على الـأجسام الـموضوعـة فيه بقوة وعجلـة غير منتظمتين ) ويمثل بخطوط منحنيـة .
10- الـجهد الـكهربائي عند نقطـة :
طاقـة الـوضع الـكهربائيـة الـتي تختزنها وحدة الـشحنات الـموجبـة عند نقطـة فـي مجال شحنـة كهربائيـة .
أو الـشغل الـمبذول لنقل وحدة الـشحنات الـموجبـة مـن الـمالانهايـة إلى نقطـة فـي مجال شحنـة كهربائيـة .
11- الـفولت << وحدة قياس الـجهد الـكهربائي عند نقطـة >> :
هو الـجهد الـكهربائي عند نقطـة تختزن عندها وحدة الـشحنات الـموجبـة طاقـة وضع كهروستاتيكيـة مقدارها جول واحد .
أو هو الـجهد الـكهربائي عند نقطـة يجب بذل شغل مقداره جول واحد لنقل وحدة الـشحنات الـموجبـة مـن الـمالانهايـة إلى هذه الـنقطـة .
12- الـفولت << وحدة قياس فرق الـجهد الـكهربائي بين نقطتين >> :
فرق الـجهد الـكهربائي بين نقطتين يلزم بذل شغل مقداره جول واحد لنقل وحدة الـشحنات الـموجبـة مـن إحداهما للأخرى ( عكس اتجاه الـمجال ) .
13- فرق الـجهد الـكهربائي بين نقطتين فـي مجال غير الـمنتظم ( فـي مجال شحنـة نقطيـة ) :
هو الـفرق بين طاقتي الـوضع الـكهربائيـة لوحدة الـشحنات الـكهربائيـة الـموجبـة عند تلك الـنقطتين ويساوي الـشغل الـمبذول لنقل وحدة الـشحنات الـموجبـة مـن إحدى الـنقطتين للأخرى ( عكس اتجاه الـمجال ) .
14- الـجهد الـكهربائي لموصل معزول :
هو الـحالـة الـكهربائيـة للموصل الـتي تبين انتقال الـشحنات الـكهربائيـة منه أو إليه عند اتصاله بموصل آخر .
15- الـجهد الـمطلق لموصل مشحون :
هو الـجهد الـذي يكتسبه الـموصل نتيجـة لوجود شحنـة على سطحه .
16- الـجهد الـمطلق للموصل :
هو مقدار طاقـة الـوضع الـكهربائيـة الـتي تختزنها وحدة الـشحنات الـموجبـة على سطح الـموصل .
17- الـجهد الـتأثيري لموصل مشحون :
هو الـجهد الـذي يكتسبه الـموصل نتيجـة وجوده فـي الـمجال الـكهربائي لشحنـة كهربائيـة أخرى ويكون الـجهد الـتأثيري الـذي يكتسبه الـموصل مـن نفس نوع الـشحنـة الـمؤثرة .
18- الـجهد الـكلي للموصل :
هو الـجهد الـكلي الـذي يكتسبه الـموصل نتيجـة شحنته الـخاصـة والشحنات الـمؤثرة عليه والمحيطـة به .
19- الـسعـة الـكهربائيـة لموصل :
النسبـة بين كميـة شحنـة الـموصل وجهده الـناشئ عنها .
20- الـفاراد :
السعـة الـكهربائيـة لموصل يتغير جهده بمقدار فولت واحد عندما تتغير شحنته بمقدار كولوم واحد .
21- سعـة موصل كروي :
تساوي ( عددياً ) نصف قطره مقداراً ( بالمتر ) مقسوما على الـثابت ( K ) .
22- الـمكثف الـكهربائي :
أداة تخزين للطاقـة الـكهربائيـة ، ويتكون مـن لوحين معدنين متوازين تفصلهما مادة عازلـة وعند توصيله ببطاريـة تنتقل الـإلكترونات مـن الـقطب الـسالب للبطاريـة إلى أحد الـلوحين فيشحن بشحنـة سالبـة بينما يشحن الـلوح الـآخر بشحنـة موجبـة ومساويـة لمقدار شحنـة الـلوح الـسالب وينشأ تجاذب بين شحنات الـلوحين لذلك تستقر الـشحنات على الـألواح الـداخليـة للموصل ، ويستخدم فـي فلاش الـكاميرات و أجهزة الـراديو و الـتلفاز والهواتف .
23- شحنـة الـمكثف :
شحنـة أحد لوحي الـمكثف الـكهربائي ، الـمجموع الـجبري للشحنـة بين لوحي الـمكثف يساوي صفر .
24- جهد الـمكثف :
فرق الـجهد بين لوحي الـمكثف الـكهربائي ويساوي جهد أحد الـلوحين إذا كان الـلوح الـآخر متصلاً بالأرض ، عند اتصال الـمكثف ببطاريـة تنتقل الـشحنات الـكهربائيـة مـن الـبطاريـة للمكثف حتى يصبح فرق الـجهد بين لوحي الـمكثف مساوياً لفرق الـجهد بين قطبي الـبطاريـة .
25- سعـة الـمكثف ( C ) :
هي الـنسبـة بين شحنـة الـمكثف وجهده أو كميـة الـشحنـة الـلازمة لتغيير جهد الـمكثف بمقدار فولت واحد .
26- ثابت الـعازليـة لمادة :
هو الـنسبـة بين سعـة الـمكثف عندما تملأ الـمادة الـحيز بين لوحي الـمكثف وسعته عندما يملأ الـهواء هذا الـحيز .
أو هو الـنسبـة بين معامل نفاذيـة الـوسط ( الـمادة ) بين لوحي الـمكثف ومعامل نفاذيـة الـهواء أو الـفراغ .
1- ثابت كولوم ( K) :
مقدار الـقوة الـمتبادلـة بين شحنتين متساويتين قيمة كل منهما كولوم واحد وتبعدان عـن بعضهما مسافـة متر واحد .
2- شحنـة الـاختبار الـموجبـة :
شحنـة افتراضيـة موجبـة ودقيقـة جداً مقدارها كولوم واحد ليس لها أي تأثير على الـشحنات الـمجاورة لذلك لا تحدث اضطراباً لشحنات الـمجاورة .
3- اتجاه الـمجال الـكهربائي :
هو الـاتجاه الـذي تسلكه شحنـة الـاختبار الـموجبـة الـموضوعـة فـي الـمجال الـكهربائي لشحنـة كهربائيـة ، وتكون نتيجـة لتأثير الـقوة الـكهربائيـة الـتي يسببها الـمجال الـكهربائي .
4- نقطـة الـتعادل :
نقطـة تقع بين مجالي شحنتين متشابهتين وتنعدم عندها شدة الـمجال .
أو نقطـة تعتبر محصلـة متجهين متساويين مقداراً ومتعاكسين اتجاهاً ( تساوي صفر ) .
5- الـشحنـة الـنقطيـة :
شحنـة صغيرة جداً قد تكون سالبـة وقد تكون موجبـة .
6- الـجهد الـكهربائي على سطح موصل مشحون ومعزول يساوي ( 5 ) v:
هو مقدار طاقـة الـوضع الـكهربائيـة الـتي تختزنها وحدة الـشحنات الـموجبـة على سطح الـموصل تساوي 5 J .
7- الـسطح الـمتساوي الـجهد :
السطح الـذي تكون قيمة الـشغل الـمبذول فـي تحريك شحنـة كهربائيـة بين أي نقطتين عليه مساويةً صفر .
8- الـكشاف الـكهربائي :
الجهاز الـذي يستخدم للتعرف على حالـة الـجسم الـكهربائيـة و على نوع شحنته .
* الـتعليلات : ( 38 )
1- يمكن لموصل مشحون بشحنـة موجبـة ( مثلا ) أن يتصل بالأرض دون أن تتسرب شحنته إليها .
لأنه متأثر بشحنـة سالبـة تكسبه جهد تأثيري سالب مساوياً بجهده الـمطلق فيكون جهده الـكلي صفر .
2- موصل كهربائي مشحون بشحنـة موجبـة وجهده الـكلي سالب .
لأنه متأثر بشحنـة تأثيريـة سالبـة تكسبه جهد تأثيري سالب أكبر مـن جهده الـمطلق فيكون جهده الـكلي سالب
3- موصل موجب الـشحنـة ولكن جهده الـكلي يساوي صفراً .
لأنه متأثر بشحنـة تأثيريـة سالبـة تكسبه جهد تأثيري سالب ويساوي جهده الـمطلق الـموجب وبالتالي يكون الـجهد الـكلي له مساوياً صفر .
4- موصل موجب الـشحنـة ولكن جهده الـكلي سالب .
لأنه متأثر بشحنـة تأثيريـة سالبـة تكسبه جهد تأثيري سالب أكبر مـن جهده الـمطلق الـموجب وبالتالي يكون الـجهد الـكلي سالب .
5- الـطاقـة الـمختزنـة فـي مجموعـة مكثفات متصلـة على الـتوازي أكبر مـن الـطاقـة الـمختزنـة فـي نفس الـمكثفات إذا اتصلت على الـتوالي .
لأن الـسعـة الـمكافئة لمجموعـة الـمكثفات الـمتصلـة على الـتوازي أكبر منها عند الـتوصيل على الـتوالي ،
( والطاقـة تتناسب طرديًاً مع الـسعـة عند ثبات الـجهد ) .
6- عند تقريب يدك مـن قرص كشاف مشحون بشحنـة موجبـة فإن انفراج ورقتيه يقل .
لأنه يحدث إعادة ترتيب لشحنات الـيد ويتأثر قرص الـكشاف بجهد تأثيري سالب فيقل الـجهد الـكلي له ويقل الـانفراج .
7- عند وضع بروتون والكترون فـي مجال كهربائي فإنهما يتحركان فـي اتجاهين مختلفين وبقوة واحدة .
لأنهما لهما نفس مقدار الـشحنـة لكنها مختلفـة فـي الـنوع .
8- إذا قذف نيوترون عمودياً على مجال كهربائي منتظم فإنه يتحرك فـي خط الـمستقيم .
لأنه متعادل الـشحنـة فلا يتأثر بقوة كهربائيـة فيتحرك فـي خط مستقيم.
9- يتحرك الـإلكترون بعجلـة أكبر مـن الـبروتون فـي الـمجال الـكهربائي رغم تساوي الـقوة الـمؤثرة عليهما.
لأن الـعجلـة تتناسب عكسياً مع الـكتلـة ، وبما أن كتلـة الـإلكترون أقل مـن كتلـة الـبروتون فإن عجلـة الـإلكترون أكبر مـن عجلـة الـبروتون .
10- الـطاقـة الـكهربائيـة الـمختزنـة فـي عدة مكثفات متصلـة معاً على الـتوازي مع بطاريـة أكبر مـن الـطاقـة الـكهربائيـة الـمختزنـة فـي نفس الـمكثفات إذا وصلت معا على الـتوالي مع نفس الـبطاريـة .
لأن الـسعـة الـكليـة عند الـتوصيل على الـتوازي أكبر ، والطاقـة تتناسب طردياً مع الـسعـة عند ثبوت الـجهد .
11- قانون كولوم خاص بالشحنات الـنقطيـة .
لأنه عند تطبيق هذا الـقانون يجب أن تكون أبعاد ( الـجسيمات الـنقطيـة الـمشحونـة ) أصغر بكثير مـن الـمسافات بينها ، لكن عند الـتعامل مع الـأجسام الـكبيرة نستخدم قانون جاوس .
12- لا نستخدم إشارات نوع الـشحنـة عند تطبيق قانون كولوم .
ذلك لأنها متضمنـة فـي اتجاهات الـقوى ، حيث أن الـقوة كميـة متجه يلزم لتعينها معرفـة مقدارها واتجاها فالإشارة تدل فقط على اتجاه الـقوة .
13- استخدام شحنـة الـاختبار عند دراسـة الـمجال الـكهربائي .
لأنها شحنـة افتراضيـة ليس لها أي تأثير على الـشحنات الـمجاورة وهي بهذا لا تسبب اضطراباً للشحنات الـمجاورة .
14- خطوط الـمجال الـكهربائي لا تتقاطع .
لأن تقاطع خطوط الـمجال عند نقطـة يعني أن للمجال أكثر مـن اتجاه عند هذه الـنقطـة وهذا مستحيل .
15- خطوط الـمجال تتجه شعاعياً خارج الـشحنـة الـموجبـة وتتجه للداخل نحو الـشحنـة الـسالبـة .
لأن اتجاه خطوط الـمجال الـكهربائي هو عبارة عـن الـمسار الـذي تسلكه وحدة الـشحنات الـموجبـة عند وضعها بالقرب مـن شحنـة كهربائيـة ، حيث انه عند وضع شحنـة اختبار موجبـة بالقرب مـن جسيم مشحون بشحنـة موجبـة فإنها تتجه للخارج مبتعدة عـن الـشحنـة الـموجبـة ( تنافر ) وعند وضعها بالقرب مـن جسيم مشحون بشحنـة سالبـة فإنها تقترب نحو هذا الـجسيم ( تجاذب ) .
16- تستقر الـشحنات الـكهربائيـة تستقر على الـسطوح الـخارجيـة فقط للموصلات الـمشحونـة .
بسبب الـتنافر بين الـشحنات الـمتشابهة فتأخذ أقصى بعد بينها حتى تستقر على الـأسطح الـخارجيـة للموصلات ويعمل الـهواء ( وسط عازل ) على منعها مـن الـتسرب فتستقر على الـسطح الـخارجي للموصل .
17- شحنـة الـموصل الـكروي شحنـة نقطيـة مركزه عند مركزه . أو يعتبر الـموصل شحنـة نقطيـة .
نتيجـة لتوزع الـشحنات الـكهربائيـة بانتظام على سطح الـموصل الـكروي .
18- شدة الـمجال كميـة متجهة .
لأنها عبارة عـن الـمتجه الـقوة الـمؤثرة على وحدة الـشحنات الـكهربائيـة عند نقطـة .
19- أقصى قيمة لشدة الـمجال الـكهربائي على سطح الـموصل وتقل كلما ابتعدنا عنه .
بسبب استقرار الـشحنات الـكهربائيـة على الـسطح الـخارجي للموصل ، وكلما ابتعدنا عـن الـسطح زادت الـمسافـة بين شحنـة الـاختبار والموصل فتقل الـشدة ، حيث إن الـشدة تتناسب عكسياً مع الـبعد بين الـشدة والشحنـة .
20- عند وضع إلكترون بين لوحي مكثف ( مجال كهربائي منتظم ) فإن الـقوة تكون عكس اتجاه الـمجال .
لأن الـإلكترون جسيم سالب الـشحنـة ، فيكون اتجاه الـقوة الـكهربائيـة نحو الـشحنات الـموجبـة بينما يكون اتجاه الـمجال مـن الـشحنـة الـموجبـة إلى الـسالبـة .
21- عند وضع بروتون بين لوحي مكثف ( مجال كهربائي منتظم ) فإن الـقوة تكون فـي اتجاه الـمجال .
لأن الـبروتون جسيم موجب الـشحنـة ، فيكون اتجاه الـقوة الـكهربائيـة نحو الـشحنات الـسالبـة ويكون اتجاه الـمجال مـن الـشحنـة الـموجبـة إلى الـسالبـة .
22- عند وضع شحنـة كهربائيـة فـي حيز فإن الـخواص الـكهربائيـة لهذا الـحيز تتغير .
نتيجـة نشوء مجال كهربائي لتلك الـشحنـة .
23- الـجهد الـكهربائي كميـة عدديـة .
لأنه عبارة عـن الـشغل الـمبذول لنقل وحدة الـشحنات مـن الـمالانهايـة إلى نقطـة والشغل كميـة عدديـة .
لأنه عبارة عـن طاقـة الـوضع الـكهربيـة الـتي تختزنها وحدة الـشحنات الـموجبـة عند نقطـة وهي كميـة عدديـة .
24- الـجهد الـمطلق لموصل يكون موجب إذا كانت شحنـة الـموصل موجبـة والعكس صحيح .
لأن الـجهد الـكهربائي كميـة عدديـة ، حيث يتم استخدام الـإشارات عند الـتعويض فـي الـقانون .
25- لا يلزم بذل شغل لنقل شحنـة كهربائيـة بين نقطتين إحداهما داخل الـموصل الـمشحون والآخر على سطحه .
بسبب تساوي الـجهد بين تلك الـنقطتين وبالتالي يكون فرق الـجهد بينهما مساوياً صفر لذلك يكون الـشغل معدوم .
26- الـسطح الـكروي للموصل يمثل سطحاً متساوي الـجهد .
لأنه لا يلزم بذل شغل لنقل شحنـة كهربائيـة بين نقطتين على سطح الـموصل .
27- يعتبر الـمجال الـكهربائي مـن الـمجلات الـمحافظـة .
لأن الـشغل الـمبذول فـي نقل شحنـة اختبار فـي الـمجال الـكهربائي عبارة عـن مقدار ثابت لا يعتمد على الـمسار الـذي تسلكه الـشحنـة وإنما يعتمد فقط على موضع الـنقطتين .
28- عند زيادة كل مـن الـشحنتين للضعف وزيادة الـبعد بينهما للضعف فإن الـقوة الـكهربائيـة لا تتغير .
لأن الـقوة تتناسب طردياً مع حاصل ضرب مقدار كل مـن الـشحنتين وعكسياً مع مربع الـبعد بينهما .
29- عند زيادة الـشحنـة الـكهربائيـة إلى أربعـة أمثال وزيادة قطر الـموصل للضعف فإن شدة الـمجال لا تتغير.
لأن شدة الـمجال تتناسب طردياً مع الـشحنـة الـكهربائيـة وعكسياً مع مربع نصف الـقطر .
30- كلما ابتعدنا عـن الـموصل تقل شدة الـمجال الـكهربائي .
بسبب نقص تأثير الـشحنـة كما أن شدة الـمجال تتناسب عكسياً مع بعد الـنقطـة عـن الـموصل .
31- قد يتساوى فرق الـجهد مع شدة الـمجال بين لوحي مكثف ( أو فـي أي مجال منتظم ) .
لأن الـمسافـة بين الـلوحين تكون مساويـة متر واحد .
32- الـأجسام فـي حالتها الـمعتادة تكون متعادلـة كهربائياً . أو الـذرة متعادلـة كهربائياً .
لأن عدد الـإلكترونات يساوي عدد الـبروتونات ويخالفها فـي الـشحنـة .
33- عند وضع جسيم مشحون فـي مجال كهربائي منتظم ( بين لوحي مكثف ) فإنه يكتسب عجلـة منتظمة .
لأنه بتأثر بقوة منتظمة ( ثابتة الـمقدار والاتجاه ) .
34- سعـة الـموصل لا تتغير بتغير كميـة شحنته .
لأن تغير كميـة الـشحنـة يقابله تغير بنفس الـنسبـة للجهد ، لذلك تعتبر الـسعـة مقداراً ثابتاً .
35- تستقر الـشحنات على الـأسطح الـداخليـة لألواح الـمكثف .
بسب اختلاف الـشحنات فـي الـنوع فينشأ بينهم قوة تجاذب تؤدي إلى استقرار الـشحنات على الـأسطح الـداخليـة لألواح الـمكثف .
36- فرق الـجهد بين لوحي الـمكثف يساوي فرق الـجهد بين قطبي الـبطاريـة الـمتصل بها .
بسبب انتقال الـشحنات الـكهربائيـة مـن الـبطاريـة للمكثف .
37- يصبح الـموصل الـمتعادل سالب الـشحنـة الـكهربائيـة إذا اكتسب عدداً مـن الـإلكترونات .
سبب زيادة عدد الـإلكترونات الـسالبـة عـن عدد الـبروتونات الـموجبـة .
38- عند تفريغ مكثف مشحون نتيجـة توصيله بسلك مقاومة يسخن الـسلك وتنتج طاقـة حراريـة .
بسبب حركـة الـشحنات مـن الـلوح الـسالب إلى الـلوح الـموجب حتى تتعادل .
* الـعوامل : ( 7 )
( 1 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـقوة الـكهربائيـة ( F ) :
1- مقدار كلا مـن الـشحنتين ( q1 ' q2 ) .
2- الـمسافـة ( الـبعد ) بين الـشحنتين ( r ) .
2- نوع الـوسط الـعازل بين الـشحنتين .
( 2 ) الـعوامل الـتي يتوقف عليها ثابت كولوم ( K ) :
1- نوع الـوسط الـعزل .
2- نوع الـوحدات الـمستخدمة .
( 3 ) الـعوامل الـتي يتوقف جهد نقطـة فـي مجال شحنـة نقطيـة :
1- مقدار الـشحنـة الـمحدثـة للجهد ( الـشحنـة الـأصليـة q ) .
2- بعد الـنقطـة عـن الـشحنـة ( r ) .
3- نوع الـوسط الـمحيط بالشحنـة .
( 4 ) الـعوامل الـتي يتوقف الـجهد الـمطلق لموصل :
1- مقدار شحنـة الـموصل .
2- مساحـة سطح الـوصل ( نصف قطر الـموصل ) .
3- نوع الـوسط الـمحيط بالموصل .
( 5 ) الـعوامل الـتي يتوقف الـجهد الـتأثيري لموصل :
1- مقدار الـشحنـة الـمؤثرة على الـموصل .
2- الـبعد بين الـموصل والشحنـة الـمؤثرة .
3- نوع الـوسط الـفاصل بين الـموصل والشحنـة الـمؤثرة .
( 6 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـسعـة الـكهربائيـة لموصل :
1- مساحـة سطح الـموصل : حيث تزداد بزيادة سطح الـموصل بينما يقل الـجهد عند ثبوت بقيـة الـعوامل .
2- وجود موصلات قريبـة مـن الـموصل .
3- الـوسط الـفاصل الـمحيط بالموصل .
( 7 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـسعـة الـكهربائيـة لمكثف مستوي :
1- الـمساحـة الـمشتركـة بين الـلوحين :تتناسب طردياً مع الـسعـة عند ثبوت ( d ) والمادة الـعازلـة .
2- الـمسافـة بين الـلوحين : تتناسب عكسياً مع الـسعـة عند ثبوت ( A ) والمادة الـعازلـة .
3- نوع الـمادة الـعازلـة الـتي تملأ الـحيز بين الـلوحين .
( 1 ) خواص خطوط الـمجال الـكهربائي ( خطوط الـقوة الـكهربائيـة ) :
1- خطوط وهميـة غير مرئيـة .
2- لا تتقاطع .
3- خطوط الـمجال تتجه شعاعياً خارج الـشحنـة الـموجبـة وتتجه داخل الـشحنـة الـسالبـة .
4- الـمماس الـمرسوم لخط الـمجال عند أي نقطـة يمثل اتجاه الـمجال عند تلك الـنقطـة .
5- كثافـة خطوط الـمجال عند تتناسب طردياً مع شدة الـمجال عند هذه الـنقطـة .
6- يوجد بين الـشحنتين الـمتشابهتين نقطـة ينعدم عنها الـمجال تسمى بنقطـة الـتعادل الـكهربائي .
( 2 ) مواضع تساوي الـجهد ( والتي لا يلزم بذل شغل لنقل شحنـة كهربائيـة بين هذه الـنقاط ):
1- الـنقاط متساويـة الـبعد عـن شحنـة كهربائيـة نقطيـة ( أياً كان نوعها ) .
2- الـنقاط الـواقعـة على خط واحد عمودي على خطوط الـمجال بين لوحي مكثف مشحون .
3- أي نقطـة فـي موصل غير مشحون سواءً على سطحه أو داخله حيث جهده الـمطلق يساوي صفر .
4- الـنقاط الـواقعـة على سطح موصل مشحون أو داخله حيث أن الـجهد على الـسطح ساوي الـجهد داخل الـموصل .
ملحوظـة // هذه الـنقاط يكون عندها فرق الـجهد بينها مساوياً صفر وبالتالي يكون الـشغل بصفر أما الـجهد فيكون ثابت ( متساوي ) .
( 3 ) تصنيف الـمكثفات مـن حيث الـسعـة :
1- ثابتة الـسعـة . 2- متغيرة الـسعـة .
( 4 ) تصنيف الـمكثفات مـن حيث الـشكل :
1- مستويـة .
2- كروية.
3- اسطوانيـة .
( 5 ) تفسير ظاهرة الـاستقطاب فـي الـمادة الـعازلـة
( تحدث عند استبدال الـهواء بين الـلوحين بمادة أخرى ):
1- كثير مـن الـجزيئات لا تتوزع شحناتها توزيعاً منتظماً ، بالرغم أن الـجزئ متعادل متعادل كهربياً وتسمى بـ (( جزيئات ثنائيـة الـاستقطاب )) .
2- عند وضع تلك الـجزيئات فـي الـمجال الـكهربائي بين الـلوحين فإن الـمجال يؤثر عليها ويحدث لها إزاحات صغيرة ( دوران بحيث تتجه الـأطراف الـسالبـة جهة الـلوح الـموجب والأطراف الـموجبـة جهة الـلوح الـسالب مما يقلل مـن شدة الـمجال بين الـلوحين .
3- نقص شدة الـمجال بين الـلوحين يؤدي إلى نقص فرق الـجهد بين الـلوحين عند ثبوت ( d) فتزداد الـسعـة الـكهربائيـة .
* الـملاحظات :
( 1 ) أصغر شحنـة سالبـة هي شحنـة الـإلكترون ، وأصغر شحنـة موجبـة هي شحنـة الـبروتون ، والمسئول عـن شحن الـأجسام هي الـإلكترونات حيث يمكن نزعها أو إضافتها للذرة فـي الـظروف الـاعتياديـة .
( 2 ) يتأثر كل جسم مشحون وموجود بجوار جسم آخر بنوعين مـن الـقوى هما :
- قوة كولوم ومصدرها الـشحنات الـموجودة على الـجسم وقد تكون قوة تنافر أو قوة تجاذب .
- قوة نيوتن فـي الـجذب الـعام ومصدرها وجود كتلـة للأجسام الـمشحونـة وتكون قوة تجاذب فقط .
( 3 ) يستخدم ثابت كولوم ( K ) عندما يكون الـوسط الـعازل هو الـهواء ( الـفراغ ) لكن عند وجود وسط آخر يصبح هذا الـثابت ( ----- ) حيث ( ) هو ثابت الـعزل للوسط . ومنه فإن ثابت الـعزل للهواء يساوي 1 وفي أي وسط آخر يكون ثابت الـعزل يكون أكبر مـن الـواحد الـصحيح .
( 4 ) يعتبر الـمجال الـكهربائي مـن الـمجلات الـمحافظـة حيث أن الـشغل الـمبذول فـي نقل شحنـة اختبار فـي الـمجال الـكهربائي عبارة عـن مقدار ثابت لا يعتمد على الـمسار الـذي تسلكه الـشحنـة وإنما يعتمد فقط على موضع الـنقطتين ، لذلك يكون الـشغل الـكلي الـمبذول على أي مسار مغلق مساوياً صفر .
( 5 ) يتجه الـمجال الـكهربائي دائماً مـن الـنقاط الـأعلى جهداً إلى الـنقاط الـأقل جهداً .
( 6 ) لا يمكن تطبيق قانون كولوم على الـأجسام الـكبيرة .
( 7 ) فـي الـمجال الـمنتظم تكون الـقوة فـي اتجاه الـمجال إذا كانت الـشحنـة موجبـة ( الـبروتون ) وعكس اتجاه الـمجال إذا كانت الـشحنـة سالبـة ( الـإلكترون ) .
( 8 ) فـي الـمجال الـمنتظم عند وضع جسيم فإنه يتأثر بقوة منتظمة لذلك يكتسب عجلـة منتظمة .
( 9 ) فـي الـمجال غير الـمنتظم عند وضع جسيم فإنه يتأثر بقوة غير منتظمة وعجلـة غير منتظمة .
( 10 ) يكون نوع الـجهد الـكهربائي مـن الـنوع الـشحنـة الـمحدثـة له والمسببـة للمجال .
( 11 ) دائماً تكون الـنقطـة الـأقرب للشحنـة الـكهربائيـة هي الـأعلى جهداً .
( 12 ) شدة الـمجال داخل الـموصل معدومة وتكون أكبر ما يمكن على الـسطح .
( 13 ) الـجهد الـكهربائي داخل الـموصل يساوي الـجهد الـكهربائي خارج الـموصل ويمثلان أعلى قيمة للجهد الـكهربائي .
( 14 ) الـموصل يكتسب الـجهد الـكهربائي بطريقتين هما : الـجهد الـمطلق والجهد الـتأثيري .
( 15 ) ثابت الـعازليـة للهواء ( الـفراغ ) أقل ثابت الـعازليـة لغيره مـن الـمواد ويساوي الـوحدة .
( 16 ) ثابت الـعازليـة للوسط يتوقف قيمته على نوع الـمادة الـعازلـة بين لوحي الـمكثف .
( 17 ) الـمكثف الـمتصل ببطاريـة جهده ثابت ويساوي جهد الـبطاريـة .
( 18 )المكثف الـمشحون والمعزول ( غير متصل ببطاريـة ) شحنته ثابتة .
( 19 ) الـشحنات الـكهربائيـة تتوزع على الـسطح الـخارجي بانتظام للموصل بينما تستقر على الـسطح الـداخلي للمكثف .
( 20 ) داخل الـموصل : الـجهد ثابت لذلك فرق الـجهد داخله يساوي صفر .
( 21 ) الـمقاطع الـتاليـة تدل على أجزاء : الـنانو ( N ) = 10 والميكرو ( M ) = 10 والملي ( m ) = 10والسنتي ( C) = 10 .
( 22 ) فـي الـمكثف : - لا يلزم بذل شغل شحنـة موجبـة بين لوحيه عندما يكون الـمكثف غير مشحون لانعدام الـمجال . - كلما نقلنا شحنات موجبـة مـن الـلوح a إلى الـلوح b تزداد شحنـة الـلوح a الـسالبـة وتزداد شحنـة الـلوح b الـموجبـة وتزداد شدة الـمجال الـمنتظم بين الـلوحين . - يصبح الـشغل الـكلي الـمبذول فـي شحن الـمكثف مساوياً لمجموع الـشغل الـمبذول فـي كل مرة لنقل الـشحنـة مـن أحد الـلوحين للآخر .
( 23 ) يتوقف انتقال الـشحنات مـن الـبطاريـة إلى الـمكثف عندما يتساوى جهد الـبطاريـة مع الـجهد بين لوحي الـمكثف حيث تتوقف حركـة الـإلكترونات .
( 24 ) الـموصل الـغير مشحون تكون شحنته مساويـة صفر وجهد يساوي صفر لكن له سعـة .
* أسئلـة تقويم الـكتاب :
الصح والخطأ : ( 19 ) ، ( 22 ) ، ( 23 ) .
أكمل : ( 5 ) ، ( 9 ) ، ( 11 ) ، ( 14 ) ، ( 17 ) ، ( 18 ) .
الاختياري : ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 8 ) ، ( 14 ) ، ( 15 ) .
المسائل : ( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) .
* الـأمثلـة :
( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 10 ) ، ( 13 ) ، ( 14 ) ، ( 19 ) ، ( 20 ) ، ( 21 ) .
الوحدة الـثانيـة ( الـتأثير الـمغناطيسي للتيار الـكهربائي )
* الـمصطلحات الـعلميـة : ( 14 )
1- الـتدفق الـمغناطيسي :
العدد الـكلي لخطوط الـمجال الـمغناطيسي الـتي تجتاز عمودياً منطقـة ما .
2- شدة الـمجال الـمغناطيسي عند نقطـة ( كثافـة الـتدفق الـمغناطيسي ) :
عدد خطوط الـمجال الـمغناطيسي الـتي تجتاز عمودياً وحدة الـمساحات مـن الـسطح الـمعرض للمجال عند تلك الـنقطـة .
3- قاعدة الـيد الـيمنى ( 2 )( R.H.R ) :
إذا قبض على الـسلك باليد الـيمنى بحيث يشير الـإبهام إلى الـاتجاه الـاصطلاحي للتيار الـكهربائي الـمستمر فإن بقيـة الـأصابع الـملتفـة حول الـسلك تشير إلى اتجاه الـمجال الـمغناطيسي الـناشئ .
4- نقطـة الـتعادل الـمغناطيسي :
نقطـة تنعدم عندها شدة الـمجال الـمغناطيسي لوجود مجالين متساوين فـي الـمقدار ومتضادين فـي الـاتجاه وخط عملهما على استقامة واحدة .
5- قاعدة حركـة عقارب الـساعـة :
بالنظر إلى وجه الـملف فإذا كان اتجاه مرور الـتيار الـاصطلاحي فيه مع اتجاه حركـة عقارب الـساعـة كان هذا الـوجه قطباً جنوبياً ، وإذا كان اتجاه مرور الـتيار الـاصطلاحي فيه عكس اتجاه حركـة عقارب الـساعـة كان هذا الـوجه قطباً شمالياً .
6- قاعدة الـيد الـيمنى ( 1 )( R.H.R ) :
إذا جعلت الـأصابع الـأربع لليد الـيمنى فـي اتجاه الـمجال الـمغناطيسي ( B ) والإبهام فـي الـاتجاه الـاصطلاحي للتيار الـمستمر الـمار فـي الـموصل ، يكون اتجاه راحـة الـيد فـي اتجاه الـقوة الـمغناطيسيـة .
7- قوة لورنتز :
القوة الـمغناطيسيـة الـتي تؤثر على جسيم مشحون يتحرك داخل مجال مغناطيسي منتظم .
8- مطياف الـكتلـة :
جهاز يستخدم فـي تعيين كتل الـعناصر الـمختلفـة وبالذات كتل نظائر الـعنصر الـواحد .
10- الـمجال الـمغناطيسي لمغناطيس :
المنطقـة الـمحيطـة بالمغناطيس مـن كل الـجهات ويظهر فيها تأثير الـقوة الـمغناطيسيـة .
12- شدة مجال مغناطيسي = T (0.5) :
العدد الـكلي لخطوط الـمجال الـمغناطيسي الـتي تجتاز عمودياً وحدة الـمساحات تساوي 0.5 Wb ( وبر ) .
13- الـقانون الـثالث لنيوتن فـي الـحركـة :
لكل فعل رد فعل مساوي له فـي الـمقدار ومعاكس له فـي الـاتجاه .
14- مبدأ الـمحرك الـكهربائي :
إذا مر تيار كهربائي مستمر فـي موصل عمودي على مجال مغناطيسي على مجال مغناطيسي وكان الـموصل حر الـحركـة ، فإنه يتحرك بتأثير قوة مغناطيسيـة يكون اتجاهها عمودياً على كل مـن الـتيار واتجاه الـمجال ، وهذه الـقوة تكسب الـأجهزة الـكهربائيـة طاقتها الـحركيـة .
* الـتعليلات : ( 15 )
1- تنحرف الـإبرة الـمغناطيسيـة عند مرور تيار كهربائي مستمر فـي سلك مستقيم بالقرب منها .
لأن الـتيار الـمستمر الـمار فـي الـسلك له الـمقدرة على توليد مجال مغناطيسي يؤثر على إبرة الـبوصلـة بقوة مغناطيسيـة تسبب انحراف الـإبرة .
2- لا تنحرف الـإبرة الـمغناطيسيـة عندما يمر تيار مستمر فـي سلك مستقيم عمودي على محورها .
لأن الـسلك يكون عموديا على الـإبرة و ينشأ مجالا مغناطيسيا عموديا على الـسلك أي موازيا للإبرة فلا تتأثر الـإبرة بهذا الـمجال .
3- وجود مجالان مغناطيسي وكهربائي متعامدين فـي الـغرفـة الـأولى لمطياف الـكتلـة .
حتى يؤثران عل الـجسيم الـمشحون بقوتين متساويتين فـي الـمقدار و متعاكستين فـي الـاتجاه ( مغناطيسيـة كهربائيـة ) ومحصلتهما = صفرا فيتحرك بسرعـة ثابتة الـمقدار والاتجاه ويمكن الـتحكم بها ليدخل الـغرفـة الـثانيـة .
4- وجود مجال مغناطيسي فـي الـغرفـة الـثانيـة لمطياف الـكتلـة وعدم وجود مجال كهربائي .
لأنه يؤثر على الـأيونات بقوة مركزيـة عموديـة على متجه الـسرعـة فيجبرها على أن تسلك مسار دائري حتى تصطدم باللوح الـفوتوغرافي الـحساس .
5– يتحرك الـأيون فـي مسار دائري عندما يدخل عمودياً فـي مجال مغناطيسي .
بسبب تأثره بقوة لورنتز الـمركزيـة والعموديـة على متجه الـسرعـة فتجبر الـأيون على الـسير فـي مسار دائري .
6– الـتدفق الـمغناطيسي كميـة عدديـة .
لأنه عبارة عـن حاصل الـضرب الـعددي ( الـداخلي ) لمتجهي شدة الـمجال فـي متجه الـمساحـة .
7– تقل شدة الـمجال الـمغناطيسي الـناشئ عـن -مرور تيار مستمر فـي الـسلك- كلما ابتعدنا عـن الـسلك .
لأن شدة الـمجال الـمغناطيسي تتناسب عكسياً مع بعد الـنقطـة عـن الـسلك .
8– سلكان يمر بهما تيار كهربائي ولا يوجد بينها أو خارجهما نقطـة تعادل .
بسبب تساوي شدة الـتيار فـي الـسلكين ، والسلكين متعاكسين فـي الـاتجاه .
9– تزداد شدة الـمجال الـمغناطيسي الـناشئ عـن الـملف الـدائري أو الـلولبي عند وضع قطعـة حديد بداخله .
لأن معامل الـنفاذيـة الـمغناطيسيـة للحديد أكبر مـن معامل الـنفاذيـة الـمغناطيسيـة للهواء فتزداد شدة الـمجال .
10– سلك يمر به تيار كهربائي ويوضع فـي مجال مغناطيسي ولا يتحرك .
لأن الـسلك موضوع باتجال موازي لاتجاه خطوط الـمجال فتكون الـزاويـة بين شدة الـتيار وشدة الـمجال مساويـة صفر ، وحيث أن sin 0 = 0 فإن الـقوة تنعدم فلا يتحرك الـسلك .
11- يتحرك الـجسيم الـمشحون داخل الـمجال الـمغناطيسي فـي مسار دائري .
لأنه يتأثر بقوة مركزيـة منتظمة ( ثابتة الـمقدار والاتجاه ) ، اتجاهها دائماً عمودي على اتجاه الـسرعـة فيجبر الـجسم على الـحركـة فـي مسار دائري .
12- عند تقريب إبرتين مغناطيسيتين وكانت كل منهما حرة الـحركـة فإن الـقطبين الـمغناطيسيين الـمتشابهان يتنافران والقطبين الـمختلفين يتجاذبان .
لأن كل قطب له مجال مغناطيسي يحيط به ، ومـن تأثير مجالات الـأقطاب على بعضها الـبعض تتولد قوى مغناطيسيـة متبادلـة بين هذه الـأقطاب تؤدي إلى تنافر الـأقطاب إذا كانت متشابهة أو تجاذبها إذا كانت مختلفـة .
13- قوة لورنتز قوة ثابتة الـمقدار والاتجاه .
هي قوة ثابتة الـاتجاه لأنها قوة قوة مركزيـة عموديـة على متجه الـسرعـة فيكون اتجاهها دائما نحو مركز الـمسار ، وثابتة الـمقدار لأنها عبارة عـن حاصر ضرب v.q.Bحيث B , qثوابت والجسم يتحرك بسرعـة ثابتة .
14– الـأيونات فـي الـحجرة الـأولى تتأثر بالقوة كهربائيـة نفسها .
بسبب تساويها فـي الـشحنـة وخضوعها للمجال الـكهربائي الـمنتظم نفسه ، حيث F = E.q .
15– الـأيونات فـي الـحجرة الـأولى تتأثر بقوة مغناطيسيـة مختلفـة .
بسبب اختلاف سرعتها ، حيث F = v.q.B .
16– وجود نظائر لذرات الـعنصر الـواحد .
بسبب الـاختلاف فـي عدد الـنيترونات داخل الـعنصر الـواحد .
* الـعوامل : ( 3 )
( 1 ) خواص نقطـة الـتعادل :
1- تكون بين الـسلكين إذا كان الـتياران فـي اتجاه واحد .
2- تكون خارج الـسلكين إذا كان الـتياران فـي اتجاهين متضادين .
2- تكون قريبـة مـن الـسلك الـذي يمر به الـتيار الـأصغر فـي الـشدة .
( 2 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـقوة الـمغناطيسيـة :
1- طول الـسلك ( L) .
2- شدة الـتيار ( I) .
3- شدة الـمجال الـمغناطيسي ( B ) .
( 3 ) خواص الـمغناطيس :
1- يجذب الـأجسام الـغناطيسيـة فقط ( الـحديد ، الـنيكل ، الـكوبلت ) .
2- الـمغناطيس حر الـحركـة يشير قطبه الـشمالي نحو الـشمال الـجغرافي وقطبه الـجنوبي نحو الـجنوب .
2- الـأقطاب الـمغناطيسيـة الـمتشابهة تتنافر والمختلفـة تتجاذب .
* الـملاحظات :
( 1 ) فـي قانون الـتدفق تكون الـزاويـة عبارة عـن ( الـزاويـة بين الـعمودي على الـسطح وبين اتجاه الـمجال أو هي زاويـة سقوط الـمجال على لسطح ) ، لكن ( زاويـة ميل الـسطح عالمجال أو بين الـسطح والمجال ) 90-.
( 2 ) تجربـة أورستيد هي الـتجربـة الـتي يمر الـتيار فـي الـسلك فينشئ مجال مغناطيسي يؤثر على الـبوصلـة .
( 3 ) شكل الـمجال الـمغناطيسي يتوقف على شكل الـموصل ( مستقيم – دائري – لولبي ) بينما يتوقف اتجاهه على اتجاه مرور الـتيار فـي الـسلك .
( 4 ) اتجاه الـتيار الـاصطلاحي يكون دائما مـن الـقطب الـموجب إلى الـقطب الـسالب وهو عكس اتجاه الـتيار الـإلكتروني .
( 5 ) يسمى قانون الـمجال الـناشئ عـن مرور تيار فـي سلك مستقيم بقانون ( بيوو سافار ) .
( 6 ) شدة الـمجال الـمغناطيسي داخل الـملف الـلولبي تزيد زيادة كبيرة عند وضع نواة مـن الـحديد داخله بدلاً مـن الـهواء .
( 7 ) عند تقريب إبرتين مغناطيسيتين وكانت كل منهما حرة الـحركـة فإننا سنلاحظ أن الـقطبين الـمغناطيسيين الـمتشابهان يتنافران والقطبين الـمختلفين يتجاذبان .
( 8 ) إذا كان الـتيارين الـمارين فـي سلكين متجاورين فـي اتجاه واحد فإن الـسلكين يتجاذبان ، أما إذا كان الـتيارين فـي اتجاهين مختلفين فإنهما يتنافران .
( 9 ) الـمقدار الـثابت للقوة الـمغناطيسيـة يساوي ( 1 ) ، F = L.I.B ، والزاويـة بين L و B.
( 10 ) الـتيار الـكهربائي ينتج عـن حركـة الـجسيمات الـمشحونـة فـي الـمجال الـكهربائي أي أن الـتيار يكافئ شحنـة متحركـة ، الـتعبي الـكمي للتكافؤ بين الـشحنـة الـمتحركـة والتيار الـكهربائي : I.L = v.q.
( 11 ) تكون قوة لورنتز أكبر ما يمكن إذا تحرك الـجسيم باتجاه عمودي على اتجاه الـمجال الـمغناطيسي .
( 12 ) يتحدد اتجاه الـقوة بقاعدة الـيد الـيمنى ( 1 ) ، لكن إذا كان الـجسيم سالب الـشحنـة نحدد اتجاه الـقوة ثم نعكس الـاتجاه .
( 13 ) تتجه خطوط الـمجال الـمغناطيسي لمغناطيس مـن الـقطب ( الـجنوبي ) إلى الـقطب الـشمالي داخل الـمغناطيس ، والعكس خارج الـمغناطيس .
( 14 ) تقارب خطوط الـمجال الـمغناطيسي مـن بعضها الـبعض يدل على ( زيادة شدة الـمجال ) .
( 13 ) الـزمـن الـدوري لا يتوقف إلا على : شدة الـمجال والشحنـة الـنوعيـة ( عكسياً مع كل منهما ) .
* أسئلـة تقويم الـكتاب :
أكمل : ( 8 ) ، ( 11 ) ، ( 16 ) ، ( 21 ) ، ( 22 ) ، ( 23 ) .
الاختياري : ( 6 ) ، ( 10 ) ، ( 13 ) ، ( 20 ) ، ( 21 ) ، ( 22 ) ، ( 24 ) .
المسائل : ( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) ، ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 8 ) ، ( 10 ) .
* الـأمثلـة :
( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) ، ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 8 ) .
* الـاستنتاجات :
I = q/t , t = L/v , I = q.b/L
I.L = q.v
F = B.q.v sin , F = B.I.L sin
* الـأنشطـة :
الأدوات :
سلك نحاسي – خطاف معدني – مغناطيس على شكل U – إناء صغير به زئبق - دائرة كهربائيـة .
الخطوات :
1- نعلق سلك نحاسي فـي خطاب معدني بحيث يكون حر الـحركـة ، ونضع نهايته فـي إنا صغير به زئبق .
2- نجعل الـسلك الـرأسي يمر بين قطبي مغناطيس على شكل حرف U موضوع فـي مستوى أفقي ، بحيث يكون اتجاه الـمجال الـمغناطيسي الـناتج عمودي على الـسلك .
3- نغلق الـدائرة الـكهربائيـة ليمر الـتيار الـكهربائي .
الملاحظـة // يتحرك الـسلك باتجاه عمودي على اتجاه الـمجال والتيار .
4- نعكس اتجاه الـتيار أو اتجاه الـمجال .
الملاحظـة // ينعكس اتجاه الـسلك .
الاستنتاج //
إذا مر تيار كهربائي مستمر فـي موصل عمودي على مجال مغناطيسي على مجال مغناطيسي وكان الـموصل حر الـحركـة ، فإنه يتحرك بتأثير قوة مغناطيسيـة يكون اتجاهها عمودياً على كل مـن الـتيار واتجاه الـمجال ، وهذه الـقوة تكسب الـأجهزة الـكهربائيـة طاقتها الـحركيـة .( مبدأ الـمحرك الـكهربائي )
الوحدة الـثالثـة ( الـتأثير الـكهرومغناطيسي )
* الـمصطلحات الـعلميـة ( 13 ) :
1- قاعدة فلمنج :
القاعدة الـوحيدة لتحديد اتجاه الـتيار الـتأثيري وتنص على أنه " إذا جعلت أصابع الـيد الـيمنى - الـسبابـة والإبهام والوسطى - بحيث تشير الـسبابـة إلى اتجاه الـمجال الـمغناطيسي ، ويشير الـإبهام إلى اتجاه الـحركـة فإن اتجاه الـتيار الـتأثيري يكون فـي اتجاه الـوسطى .
2- قانون فاراداي :
القوة الـمحركـة الـتأثيري الـمتولدة فـي الـموصل تتناسب طردياً مع معدل الـتغير فـي الـتدفق الـمغناطيسي الـمؤثر على الـموصل .
3- الـصيغـة الـرياضيـة لقانون فاراداي :
عند تعرض موصل كهربائي لتدفق مغناطيسي متغير تتولد قوة محركـة تأثيريـة تساوي مقدار معدل الـتغير فـي الـتدفق الـمغناطيسي بالنسبـة للزمـن .
4- قاعدة لنز :
يكون الـتدفق الـمغناطيسي بحيث يضاد الـتغير فـي الـتدفق الـمغناطيسي الـذي يولده .
5- ظاهرة الـحث الـذاتي :
عندما يتغير الـتدفق الـمغناطيسي الـذي يجتاز ملفاً ، نتيجـة تغير الـتيار الـمار فيه ، ينشأ فـي الـملف قوة محركـة تأثيريـة تؤثر فـي شدة الـتيار الـمار فيه .
6- معامل الـحث الـذاتي للملف :
مقدار الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فـي الـملف نتيجـة تغير شدة الـتيار الـمار فيه بمعدل أمبير لكل ثانيـة .
أو الـنسبـة بين الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فـي الـملف نفسه ومعدل الـتغير فـي شدة الـتيار الـمار فيه .
7- الـهنري ( وحدة الـهنري ) :
معامل الـحث الـذاتي لملف يتولد فيه قوة محركـة تأثيريـة مقدارها واحد فولت عند تغير شدة الـتيار الـمار به بمعدل واحد أمبير لكل ثانيـة .
8- معامل الـحث الـمتبادل بين ملفين متجاورين :
النسبـة بين الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فـي أحد الـملفين ، ومعدل الـتغير فـي شدة الـتيار الـمار فـي الـملف الـآخر .
*****************************************************************************************
9- معامل الـتأثير الـذاتي :
مقدار الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فـي الـملف نفسه نتيجـة تغير شدة الـتيار الـمار فيه بمعدل أمبير واحد لكل ثانيـة .
10- معامل الـتأثير الـمتبادل :
مقدار الـقوة الـمحركـة الـكهربائيـة الـتأثيريـة الـمتولدة فـي دائرة نتيجـة تغير شدة الـتيار فـي الـدائرة الـأخرى بمعدل أمبير واحد لكل ثانيـة .
11- عمليـة الـتأثير الـذاتي :
عمليـة تولد قوة محركـة تأثيريـة فـي الـملف نفسه نتيجـة تغير شدة الـتيار الـمار فيه .
12- عمليـة الـتأثير الـذاتي :
عمليـة تولد قوة محركـة تأثيريـة فـي دائرة نتيجـة تغير شدة الـتيار فـي دائرة أخرى مجاورة .
13- عمليـة الـتأثير الـذاتي :
فرق الـجهد الـمتولد بين طرفي موصل مستقيم يتحرك بسرعـة ثابتة باتجاه عمودي على اتجاه مجال مغناطيسي منتظم .
* الـتعليلات : ( 10 )
1- عند ثبات شدة الـتيار الـمار فـي دائرة تحتوي على ملف حثي (L≠0) تنعدم الـقوة الـتأثيريـة الـمتولدة فيه .
وذلك لعدم وجود تغير فـي عدد الـخطوط الـفيض الـمقطوعـة أي (=
صفر ) فتنعدم الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فيه بالحث الـذاتي .
صفر ) فتنعدم الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فيه بالحث الـذاتي .2- تظهر شرارة كهربائيـة بين طرفي الـمفتاح عند فتح الـدائرة الـتي تحتوي على ملف حثي له عدد كبير مـن الـلفات .
لتولد قوة محركـة تأثيريـة عد قطع الـتيار وانهيار الـمجال الـمغناطيسي فيتم تفريغ الـطاقـة الـمغناطيسيـة داخل الـملف بسرعـة كبيرة مما يؤدي إلى ظهور شرارة عند نقطـة الـتلامس فيه .
أو بسبب تولد قوة محركـة تأثيريـة طرديـة تولد تيار تأثيري فـي نفس اتجاه الـتيار الـأصلي يعمل على منع اضمحلال الـتيار فتظهر على شكل شرارة .
3- يختزن الـملف الـتأثيري طاقـة مغناطيسيـة عندما يغلق مفتاح الـدائرة الـكهربائية.
يبذل الـمنبع شغلا للتغلب على الـمقاومة الـناشئة عـن الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة الـعكسيـة الـمتولدة فـي الـملف نتيجـة نمو الـتيار ويختزن على صورة طاقـة مغناطيسيـة .
4- تعتبر قاعدة لنز تحقيقا عمليا لمبدأ حفظ الـطاقـة .
قاعدة لنز تحدد الـقطب الـمتكون نتيجـة الـحث الـمغناطيسي أي لا يحدث زيادة الـطاقـة الـداخليـة للمجموعـة دون بذل شغل خارجي مما يؤكد ويطبق قانون بقاء الـطاقـة .
أو لو فرضنا أنه عند تقريب قطب شمالي فـي مغناطيس مـن ملف وتكون فـي الـملف قطب جنوبي تأثيري فإن ذلك يؤدي إلى انجذاب الـمغناطيس وتسارعه و زيادة عدد خطوط الـمجال (التدفق ) واختزان طاقـة دون بذل شغل وهذا منافي لقانون بقاء الـطاقـة .
5- عند بدء إمرار تيار كهربائي مستمر فـي ملف حثي فإنه يستغرق وقتا أطول ليصل للقيمة الـعظمى الـثابتة له .
وذلك لتولد قوة محركـة تأثيريـة طرديـة نتيجـة اضمحلال الـتيار الـمار فـي الـدائرة ويقل الـمجال الـمغناطيسي سريعا وتتحول الـطاقـة الـمغناطيسيـة إلى طاقـة كهربيـة تقاوم الـأصليـة فيتأخر تناقص الـتيار.
6- قد يتحرك موصل مستقيم يتصل مع دائرة مغلقـة فـي مجال مغناطيسي ولا يمر فيه تيارا تأثيريا .
بسبب الـقوة الـمغناطيسيـة الـمؤثرة على الـموصل الـتي تؤدي إلى حركـة الـموصل.
7- توضع إشارة سالبـة فـي قانون فاراداي .
لأن اتجاه الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة (التيار الـتأثيري) عكس اتجاه الـمجال الـمسبب له .
8- عندما يدور سلك مستقيم بسرعـة ثابتة حول نقطـة فـي منتصفه فـي مجال مغناطيسي لا يتولد بين طرفيه قوة محركـة تأثيريـة .
بسبب تولد قوتين محركتين تأثيريتين متساويتين فـي الـمقدار ومتعاكستين فـي الـاتجاه
أو بسبب e =0>> 
>> 
>> 9- يراعى عند عمل ملفات الـمقاومة الـمعياريـة أن يكون الـسلك مزدوجا.
حتى يكون اتجه الـتيار الـمار فـي أحد الـفرعين عكس اتجاه الـتيار الـمار فـي الـفرع الـآخر وبذلك ينعدم الـحث الـذاتي للملف فلا يكون له تأثير على الـتيار الـأصلي ، أي تكون الـمقاومة عديمة الـحث .
10- عند وصول شدة الـتيار فـي دائرة الـحث الـذاتي إلى قيمته الـعظمى الـثابتة تنعدم الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة .
في هذه الـحالـة يكون الـتغير فـي الـتدفق = صفر وبالتالي تنعدم الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة .
* الـعوامل : ( 3 )
( 1 ) الـعوامل الـتي يتوقف عليها اتجاه الـتيار الـتأثيري :
1- اتجاه الـمجال الـمغناطيسي .
2- اتجاه حركـة الـملف .
( 2 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـقوة الـمتحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فـي ملف :
1- عدد الـلفات .
2- الـمعدل الـزمني للتغير فـي الـتدفق .
( 3 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـقوة الـمتحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فـي سلك مستقيم :
1- شدة الـمجال الـمغناطيسي .
2- طول الـسلك .
3- سرعـة حركـة الـسلك .
( 4 ) الـعوامل الـتي يتوقف عليها معامل الـحث الـذاتي لملف :
1- نوع الـوسط .
2- عدد الـلفات .
3- حجم الـملف ( الـشكل الـهندسي ( الـطول ولمساحـة )) .
* الـملاحظات :
( 1 ) قانون فاراداي خاضع لقوة لنز لذلك تبدو الـإشارة الـسالبـة فـي الـقانون .
( 2 ) الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة تتناسب طردياً مع الـسرعـة سواء كانت متناقصـة أو متزايدة أو ثابتة .
( 3 ) الـتيار الـمتردد يولد قوة محركـة مترددة جيبيـة أما الـثابت فلا يولد قوة محركـة .
( 4 ) إذا كان الـتدفق طردي مع الـزمـن فإن الـقوة الـمحركـة الـتأثيريـة تكون بإشارة سالبـة والعكس صحيح .
( 5 ) انظر جدول الـمقارنـة الـرهيب .
( 6 ) ينعدم الـحث الـذاتي فـي الـسلك الـمستقيم والملف الـذي تلف أسلاكه لف لولبي مزدوج حيث يكون الـتيار فـي اتجاهين متعاكسين فيلاشي كل مـن الـتيارين الـآخر لينعدم معامل الـحث الـذاتي .
( 7 ) عند لف طبقـة فوق الـطبقـة الـأولى مـن نفس عدد الـلفات فإن L تزداد أربعـة أمثال لكن عند لفهم بجوار بعض فإن L تزداد للمثلين بسبب زيادة طول الـملف وهو عكسي مع L.
( 8 ) فـي معامل الـحث الـمتبادل لتطبيق قانون الـجذر الـتربيعي يجب أن يلف الـسلكين على نواة واحدة .
******************************************************************
* أسئلـة تقويم الـكتاب :
الصح والخطأ : ( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) ، ( 10 ) ، ( 11 ) .
أكمل : ( 8 ) ، ( 9 ) ، ( 12 ) .
الإختياري : كامل .
المسائل : ( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 3 ) ، ( 4 ) .
* الـأمثلـة :
( 1 ) ، ( 2 ) .
الوحدة الـرابعـة ( الـتيار الـمتردد الـجيبي )
* الـمصطلحات الـعلميـة ( 11 ) :
1- مولد الـتيار الـمتردد :
جهاز يقوم بتحويل الـطاقـة الـحركيـة ( الـميكانيكيـة ) إلى طاقـة كهربائيـة فـي وجود الـمجال الـمغناطيسي .
2- الـقوة الـمحركـة الـكهربائيـة الـمترددة الـجيبيـة :
القوة الـمحركـة الـتأثيريـة الـمتولدة فـي ملف يدور بسرعـة زاويـة منتظمة فـي مجال مغناطيسي منتظم تتغير تغيراً لحظياً كدالـة جيبيـة لزاويـة الـدوران .
3- الـتيار الـمتردد الـجيبي :
التيار الـذي تتغبر شدته لحظياً كدالـة جيبيـة لزاويـة الـدوران ويتغير اتجاهه كل نصف دورة .
4- الـقيمة الـلحظيـة للتيار :
قيمة الـتيار الـتي تتغير لحظياً ( بتغير زاويـة سقوط الـمجال على سطح ملف الـمولد ) .
5- الـقيمة الـعظمى للتيار :
أقصى قيمة لشدة الـتيار خلال دورة كاملـة وهذه الـقيمة ( ثابتة ) فـي الـمولد الـواحد .
6- الـشدة الـفعالـة للتيار الـمتردد :
شدة الـتيار الـمستمر ( الـثابت الـشدة ) والذي يولد كميـة مـن الـحرارة بنفس الـمعدل الـذي ينتجه الـتيار الـمتردد فـي نفس الـمقومة .
7- الـمقاومة الـصرفـة ( الـأوميـة ) :
المقاومة الـتي تحول الـطاقـة الـكهربائيـة بأكملها إلى طاقـة حراريـة فقط ، وليس لها تأثير ذاتي L=0 .
8- الـملف الـحثي ( الـتأثيري ) الـنقي :
الملف الـذي له تأثير ملحوظ ( L معامل الـحث الـذاتي له كبير ) ، ومقاومته الـأوميـة كبيرة .
9- الـممانعـة الـحثيـة للملف :
الممانعـة الـتي يبديها الـملف لمرور الـتيار الـمتردد خلاله .
10- الـممانعـة الـسعويـة للمكثف :
الممانعـة الـتي يبديها الـمكثف لمرور الـتيار الـمتردد خلاله .
11- فرق الـطور الـكلي :
الزاويـة بين الـجهد الـكلي وشدة الـتيار أو الـزاويـة بين الـمقاومة الـكليـة والمقاومة الـصرفـة .
* الـتعليلات : ( 11 )
1- الـمكثف لا يمرر الـتيار الـمستمر ( بعد تمام شحنه ) بينما يمرر الـتيار الـمتردد .
في الـتيار الـمستمر تتكاثف الـشحنات على لوحي الـمكثف وبسبب وجود الـمادة الـعازلـة لا يمر الـتيار كما أن الـتيار يساوي صفر وعليـة تكون مقاومة الـمكثف لانهائيـة فيجعل الـدائرة مفتوحـة ، أما فـي الـتيار الـمتردد تتعاقب عملتي الـشحن والتفريغ خلال الـدورة الـواحدة فيمر الـتيار على الـرغم مـن وجود الـمادة الـعازلـة .
2- تنعدم الـممانعـة الـحثيـة للملف فـي دوائر الـتيار الـمستمر .
لأن الـتردد للتيار الـمستمر يساوي صفر وعليه فإن تكون الـممانعـة الـحثيـة مساويـة صفر .
3- الـجهد بين طرفي مقاومة صرفـة وشدة الـتيار الـمار فيها متفقان فـي الـطور .
لأن قراءة الـأميتر والفولتميتر تتحركان بنفس الـكيفيـة حيث يبلغ الـتيار قيمته الـعظمى عندما يبلغ الـجهد قيمته الـعظمى وذلك فـي الـدائرة الـمحتويـة على مقاومة صرفـة .
4- تستطيع دائرة الـرنين أن تميز بين ترددات الـموجات الـمستقبلـة .
5- تستخدم دائرة الـرنين فـي الـكشف عـن الـموجات الـكهرومغناطيسيـة .
6- يستخدم الـملف الـحثي فـي الفصل الـتيارات الـعاليـة الـتردد والمنخفضـة .
لأنه بسبب الـتناسب الـطردي بين الـممانعـة الـحثيـة والتردد ، فإن الـملف الـحثي يسمح بمرور الـتيار منخفض الـتردد حيث يبدي أمامه ممانعـة صغيرة ، بينما لا يسمح بمرور الـتيار عالي الـتردد .
9- علل يفضل استخدام الـتيار الـمتردد فـي الـحياة الـعمليـة عـن الـتيار الـثابت .
لما يتميز به مـن : - سهولـة الـحصول على فرق الـجهد الـمطلوب باستخدام الـمحولات .
- سهولـة نقله بكفاءة عاليـة باستخدام الـمحولات .
- سهولـة تحويله إلى تيار مستمر بواسطـة الـقالبات الـكهربائيـة والمقومات .
10- تصنع الـمقاومة الـأوميـة مـن أسلاك الـتنجستين أو الـنيكروم ملفوفـة لفاً مزدوجاً .
لأن هذه الـمواد لها مقاومة نوعيـة كبيرة ويتم لفها لفاً مزدوجاً ليكون معامل الـحث الـذاتي لها صفر .
11- لا يوجد ملف حثي نقي تماماً ( 100%) ، لكن يمكن صنع ملف حثي مقاومته الـأوميـة معدومة .
لأن أسلاك صنع أي ملف لها مقاومة أوميـة ، لكن يمكن صنع ملف سميك مـن مادة مقاومتها الـنوعيـة صغيرة جداً كالنحاس .
* الـعوامل : ( 5 )
( 1 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـقوة الـمحركـة الـمترددة الـجيبيـة :
1- عدد الـلفات .
2- شدة الـمجال الـمغناطيسي .
3- الـسرعـة الـزاويـة الـتي يتحرك بها الـملف .
4- مساحو وجه الـملف .
( 2 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـقيمة الـعظمى للتيار :
1- عدد الـلفات .
2- شدة الـمجال الـمغناطيسي .
3- الـسرعـة الـزاويـة الـتي يتحرك بها الـملف .
4- مساحـة وجه الـملف .
( 3 ) الـعوامل الـتي تتوقف عليها الـمقاومة الـصرفـة لسلك :
1- الـمقاومة الـنوعيـة لمادة الـسلك .
2- مساحـة مقطعه .
3- طول الـسلك .
( 4 ) الـعوامل الـتي تتوقف الـممانعـة الـحثيـة لملف :
1- تردد الـتيار .
2- معامل الـحث الـذاتي .
( 5 ) الـعوامل الـتي يتوقف الـممانعـة الـسعويـة لمكثف :
1- تردد الـتيار .
2- سعـة الـمكثف الـكهربائي .
* الـملاحظات :
( 1 ) الـتيار الـمستمر لابد أن يكون ثابت الـاتجاه أما الـشدة قد تتغير وقد لا تتغير .
( 2 ) الـقيمة الـفعالـة للتيار تتناسب طردياً مع الـقيمة الـعظمى ، وعند مرور الـتيار الـفعال فـي مقاومة فإنه يولد كميـة مـن الـحرارة تساوي نفس كميـة الـحرارة الـتي يولدها الـتيار الـأعظم عند مروره خلال نفس الـزمن.
( 3 ) الـتيار الـمتردد يولد قوة محركـة مترددة جيبيـة أما الـثابت فلا يولد قوة محركـة .
( 4 ) فـي الـملف الـحثي عند مرور الـتيار الـمتردد تتحول الـطاقـة الـكهربائيـة إلى مغناطيسي تختزن فـي الـمجال الـمغناطيسي ولا يصرف أي منه على شكل حرارة .
( 5 ) عند سحب الـقلب الـحديدي مـن ملف يقل معامل الـحث الـذاتي فتقل الـممانعـة الـحثيـة ويزداد الـتيار .
( 6 ) فـي الـمكثف إذا زاد الـبعد بين الـلوحين تقل الـسعـة فتزداد الـممانعـة الـسعويـة ويقل الـتيار .
( 7 ) فـي حالـة الـرنين :
1- XL=Xc , Z=R .
2- الـمقاومة أقل ما يمكن والتيار أكبر ما يمكن .
3- فرق الـجهد وشدة الـتيار متفقان فـي الـطور .
* أسئلـة تقويم الـكتاب :
الصح والخطأ : ( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 5 ) ، ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 8 ) ، ( 11 ) ، ( 15 ) .
أكمل : ( 6 ) .
المسائل : ( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 3 ) ، ( 4 ) .
* الـأمثلـة :
( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) ، ( 6 ) .
مع تمنياتي لكم بالتوفيق والنجاح
Twitter:@ThugAzooz
BB:26E428B4