التي فقدت الكترونات موجبة و التي اكتسبت الكترونات سالبة . ويمكن تفسير ذلك : إنه عند الدلك تتولد على القضيب شحنة موجبة وعلى الحرير شحنة سالبة وهذا يدل على انتقال الالكترونات من الزجاج إلى الحرير وأن عدد 1- الشحن بالدلك : عند دلك مادتين مختلفتين تنتقل الكترونات من إحدى المادتين إلى الأخرى فتصبح المادة الشحنات الموجبة على القضيب تساوى عدد الشحنات السالبة على قطعة الحرير .
2- الشحن بالتأثير : س1 : اذكر طرق الشحن بالكهربية ؟
عند شحن موصل (أ ب) بالتأثير بشحنة سالبة نقرب منه جسماً آخر مشحون بشحنة موجبة الموصل ( جـ ) فيتولد على الطرف (أ) شحنة سالبة وعلى الطرف (ب) شحنة موجبة وعندما يوصل الطرف (ب) بالارضى تتسرب هذه الشحنة إلى الارضى ويتبقى على الموصل (أ ب) الشحنة السالبة ثم نبعد الموصل (جـ) عن (أ ب) ونقطع اتصال الطرف (ب) بالارضى فتتوزع الشحنة السالبة على جميع أجزاء الموصل (أ ب) فيصبح الموصل (أ ب) سالباً .
3- الشحن باللمس : إذا أردنا شحن موصل معزول وغير مشحون بشحنة موجبة فأننا نقرب منه موصل آخر معزول ومماثل له ومشحون بشحنة موجبة وعند تلامس الموصلان فإنهما يتقاسما الشحنة الكهربية ثم نقوم بإبعاد الموصلان عن بعضهما فيصبح الموصل المتعادل الشحنة مشحوناً بشحنة موجبة والموصل الذي كان مشحوناً بشحنة موجبة يصبح مشحوناً بشحنة موجبة اقل مما كان عليه .
س2 : اشرح مع الرسم تركيب وفكرة عمل الكشاف الكهربي مع ذكر استخداماته ؟
قرص معدنى
ساق معدنية
قاعدة خشبية
♣ التركيب : 1- ناقوس من الزجاج مغطى من الداخل بطبقة معدنية رقيقة .
2- ساق معدنية تتصل من أعلى بقرص معدني ومن أسفل بورقتين رقيقتين .
♣ فكرة العمل :
1- في حالة عدم شحن الكشاف فان ورقتي الكشاف تكون متطابقتان .
2- عند تقريب جسم مشحون من القرص المعدني تنفرج ورقتا الكشاف
3- يزداد انفراج ورقتي الكشاف عند لمس الجسم المشحون بقرص
كشاف مشحون من نفس نوع شحنة الجسم .
4- عند لمس قرص الكشاف باليد تتسرب شحنته إلى الأرض ثم تنطبق
ورقتا الكشاف .
♣ استخدماته : 1- التعرف على الحالة الكهربية لجسم .
2- التعرف على نوع الشحنة الموجودة على جسم مشحون .
س3 :ما هي خصائص خطوط المجال الكهربي ؟
1- تتناسب شدة المجال تناسبا طردياً مع مقدار الشحنة 2- خطوط المجال لا تتقاطع أبداً .
3- خطوط المجال تخرج من الشحنة الموجبة إلى السالبة 4- يدل اتجاه المماس لخط المجال على اتجاه المجال.
س4 : اذكر خصائص السعة الكهربية لجسم ؟
1- إنها دائما موجبة 2- ثابتة في المقدار للجسم الواحد .
3- تتوقف على الأبعاد الهندسية للجسم والوسط الذي يوجد فيه الجسم .
س5 : اذكر تركيب المكثفات مع ذكر استخداماتها ؟
♣ التركيب : يتكون المكثف من لوحين معدنين متوازيين يفصل بينها مادة عازلة مثل الهواء أو الميكا أو الزجاج .
♣ الاستخدام : 1- في تخزين الشحنات الكهربية 2- في أجهزة الراديو والتليفزيون .
س6 : اذكر العوامل التي تتوقف عليها سعة المكثف ؟
1- المسافة بين اللوحين (d) : تزداد سعة المكثف كلما قلت المسافة بين اللوحين (d) .
2- ثابت العزل للوسط (µ) : تزداد سعة المكثف بزيادة ثابت العزل (µ) .
3- مساحة سطح اللوح المعزول (A) : تزداد سعة المكثف كلما زادت مساحة سطح اللوح المعزول (A) .
س7 : اشرح كيف يتم شحن المكثف ؟
تتم عملية شحن المكثف بتوصيل لوحيه ببطارية إذا يعمل فرق الجهد على تحريك الالكترونات من اللوح الموجب إلى اللوح السالب ويلزم لذلك بذل شغل يخزن على شكل طاقة وضع وتستمر عملية الشحن حتى يصبح فرق الجهد بين لوحي المكثف مساوياً لجهد البطارية ويكون المكثف قد تم شحنه .
س8 : ما هي الشروط الواجب توافرها لمرور تيار كهربي في دائرة كهربية ؟
1- وجود مصدر كهربي مثل عمود كهربي أو بطارية 2- أن تكون الدائرة الكهربية مغلقة
س11 : بين بالرسم طريقة عملية لتحقيق قانون أوم واستنتج العلاقة الرياضية لقانون أوم ؟
V
I
V∆
http://en.wikipedia.org/wiki/File:VFPt_plus_thumb.svgI∆
http://en.wikipedia.org/wiki/File:VFPt_plus_thumb.svg1- يتم توصيل دائرة تتكون من بطارية وأميتر ومقاومة ثابتة ومفتاح وريوستات على التوالي ويوصل جهاز الفولتميتر على التوازي بين طرفي المقاومة الثابتة (R) .
2- يتم غلق الدائرة وتعديل المقاومة المتغيرة حتى يمر تيار مناسب.
3- نعين قراءة الأميتر (I) وقراءة الفولتيمتر (V) .
4- نغير من قيمه مقاومة الريوستات ونأخذ قراءة الأميتر والفولتيمتر .
5- نكرر الخطوة السابقة عدة مرات وتسجل النتائج في جدول كالآتي :
شدة التيار (I ) I1 I2 I3 I4 I5
فرق الجهد (V) V1 V2 V3 V4 V5
6- نرسم علاقة بيانية بين شدة التيار ( I) وفرق الجهد ( V) .
ويمكن التعبير رياضياً عما سبق كما يأتي : V= R I
س12: اذكر العوامل التي تتوقف عليها مقاومة موصل-استنتج العلاقة التي تربط بين هذه العوامل ؟
العوامل هي : 1- طول الموصل 2- مساحة مقطع الموصل 3- نوع مادة الموصل 4- درجة حرارة الموصل
♣ العلاقة بين مقاومة الموصل (R) وطوله (L): تتناسب مقاومة الموصل تتناسب طردياً مع طوله
♣ العلاقة بين مقاومة الموصل (R) ومساحة مقطعه (A): تتناسب مقاومة الموصل عكسياً مع مساحة مقطعه عند ثبوت العوامل الأخرى
س14 : اشرح تجربة توضح المجال المغناطيسي الناتج عن تيار كهربي يمر في سلك مستقيم ؟
1- ننشر برادة الحديد على لوح أفقي من الورق المقوي والذي يمر خلاله سلك مستقيم في وضع رأسي .
2- نمرر تيار كهربي ثابت الشدة في السلك المستقيم
3- نطرق لوح الورق عدة طرقات خفيفة .
4- نلاحظ أن برادة الحديد قد ترتبت على شكل دوائر مركزها هو السلك المستقيم .
س15 : تكلم عن الطرق المستخدمة لتحديد اتجاه الفيض المغناطيسي في سلك مستقيم ؟
1- استخدام بوصلة مغناطيسية صغيرة : عند وضع بوصلة صغيرة على لوح من الورق المقوي والذي يمر من خلاله سلك مستقيم يكون الاتجاه الذي يتخذه القطب الشمالي يدل على اتجاه خطوط الفيض المغناطيسي .
2- قاعدة اليد اليمنى لأمبير : يتم مسك السلك المستقيم بواسطة اليد اليمنى بحيث يشير الإبهام إلى اتجاه التيار
الكهربي ويكون اتجاه الأصابع الملتفة حول السلك يشير إلى اتجاه خطوط الفيض المغناطيسي .
3- قاعدة البريمة اليمنى لماكسويل : تعمل على إدارة بريمة يمنى على إن يكون اتجاه اندفاعها يشير إلى اتجاه التيار المار في السلك المستقيم ويكون اتجاه دوران هذه البريمة يشير إلى اتجاه خطوط الفيض المغناطيسي .
س17 : اشرح تجربة توضح المجال المغناطيسي الناتج عن تيار كهربي يمر في ملف دائري ؟
1- يثبت ملف دائري داخل لوح من الورق المقوي بحيث يكون مستوى هذا الملف عموديا ً على لوح الورق المقوي .
2- ننثر برادة حديد على لوح الورق المقوي .
3- يمرر تيار كهربي ثابت الشدة في الملف و تطرق طرقا ً خفيفا ً لوح الورق المقوي .
4- نشاهد خطوط الفيض تفقد دائريتها حول فرعى الملف كما نلاحظ أن خطوط الفيض عند محور الملف خطوط مستقيمة .
س19 : كيف يمكن (طرق) تحديد اتجاه المجال المغناطيسي عند مركز ملف دائري ؟
1- باستخدام بوصلة صغيرة توضع عند مركز الملف الدائري فيشير اتجاه قطبها الشمالي على اتجاه المجال .
2- باستخدام قاعدة البريمة اليمنى فعندما تدور البريمة عند مركز الملف الدائري يشير اتجاه دورانها إلى اتجاه التيار في الملف ويدل اتجاه اندفاع البريمة على اتجاه المجال المغناطيسي عند مركز الملف .
س20 : تكلم عن المجال المغناطيسي لتيار كهربي يمر في ملف حلزوني (لولبي) ؟
إذا مر تيار كهربي في ملف لولبي فانه يتولد حول هذا الملف وبداخله مجالا ً مغناطيسيا ً يشبه المجال المغناطيسي لمغناطيس على شكل قضيب ولقد لوحظ أن خطوط الفيض المغناطيسي تكون على هيئة خطوط متوازية وذلك عند محور الملف .
س22 : اشرح تجربة تبين القوة التي يؤثر بها مجال مغناطيسي على سلك يمر به تيار كهربي ؟
1- نعلق سلك من النحاس في حلقة من النحاس مثبتة في حامل بحيث يكون السلك حر الحركة .
2- نجعل الطرف السفلى من السلك في حوض به زئبق (موصل للكهرباء) .
3- نضع مغناطيسا ً على شكل حدوة الفرس في وضع أفقي بحيث يقع السلك بين قطبيه .
4- نمرر تيار في السلك من أسفل إلى أعلى فنشاهد السلك يتحرك في اتجاه عمودي على المجال المغناطيسي .
5- نعكس اتجاه التيار في السلك فنشاهد السلك يتحرك في اتجاه معاكس لاتجاه حركته قبل انعكاس اتجاه التيار.
س23 : تكلم عن قاعدة اليد اليسرى لفلمنج ؟
اجعل أصابع اليد اليسرى الثلاثة الإبهام و الوسطي والسبابة متعامدة على بعضها ونجعل الوسطي يشير إلى اتجاه التيار والسبابة يشير إلى إتجاة المجال المغناطيسي عندئذ يشير الإبهام إلى اتجاه القوة أو اتجاه حركة السلك .
س25 : ما هي خواص الأشعة السينية ؟
1- لا تتأثر بالمجالين الكهربي أو المغناطيس 2- ذات قدرة كبيرة على اختراق الأوساط
3- ذات قدرة كبيرة على تأيين الغازات 4- تحيد في البلورات.
5- تؤثر على الألواح الفوتوغرافية الحساسة.
س26 : اشرح كيف يمكن الحصول على الأشعة السينية باستخدام أنبوبة كولدج ؟
عند تسخين الفتيلة تنطلق الالكترونات نحو الهدف تحت تأثير المجال الكهربي حيث تكتسب طاقة حركة كبيرة جداً يتوقف مقدارها على فرق الجهد بين الفتيلة والهدف وعندما تصطدم الالكترونات بالهدف
(من التنجستين) يتحول جزء من طاقتها أو كلها إلى إشعاع هو أشعة أكس.
س27 : أكتب نبذة مبسطة عن تركيب الذرة في النماذج الآتية :- ( طومسون – رذرفورد - بـــور) ؟
1- ذرة طومسون (1898) : هي عبارة عن كرة مصمتة من مادة مشحونة بكهربية موجبة تنغمس فيها الالكترونات السالبة . وحيث أن الذرة متعادلة كهربياً فإن الشحنة السالبة التي تحملها الالكترونات تساوى الشحنة الموجبة التي تحملها الذرة.
2- ذرة رذرفورد (1911) : (أ) تتكون الذرة من نواه موجبة تتركز فيها معظم كتلة الذرة.
(ب) الذرة ديناميكية في تكوينها والالكترونات تتحرك بسرعة كبيرة حول النواة .
(ج) الذرة متعادلة كهربياً أي أن عدد الالكترونات خارج النواة يساوى عدد الشحنات الموجبة داخل النواة.
(د) معظم حجم الذرة فراغ أي الحجم الذي تشغله النواة والالكترونات ضئيل جداً بالنسبة لحجم الذرة.
3- نموذج ذرة بور (1913) : (أ) توجد عند مركز الذرة نواة موجبة الشحنة.
(ب) تتحرك الالكترونات السالبة حول النواة في مدارات لكل منها مستوى طاقة ولا يصدر الإلكترون إاشعاعاً طالما كان يتحرك في مستوى الطاقة الخاص به.
(ج) الذرة متعادلة كهربياً حيث أن شحنة الالكترونات حول النواة يساوى عدد الشحنات الموجبة التي تحملها النواة.
س29 : وضح أهم استخدامات الأشعة السينية (أشعة أكس) ؟
1- تستخدم في دراسة التركيب البلوري للمواد .
2- تستخدم لعلاج أمراض الجلد بجرعات صغيرة .
3- تستخدم في تصوير العظام والأجسام المعدنية لمقدرتها الكبيرة على النفاذ .
4- تستخدم في فحص صدر المرضى وفى المطارات في فحص ما بداخل الحقائب .
5- تستخدم لعمل صور الأشعة للعظام والأسنان والشرايين بعد إعطاء المريض مادة صبغة .
6- تستخدم في عمل الأشعة المقطعية وفى الكشف عن الأورام .
س30 : ما هي خطورة التعرض للأشعة السينية وكيف يمكن الوقاية من مخاطر الأشعة السينية ؟
♣ خطورة الجرعات الكبيرة من الأشعة : 1- تؤثر على الجينات الموجودة بالخلايا وقد تؤدى إلى موت الخلايا .
2- تؤدى إلى نمو غير طبيعي لبعض الخلايا لأنها تسبب اضطرابات في التفاعلات الكيميائية الحيوية داخل الخلايا.
3- تحدث تشوهات في الأجنة وخاصة في الأشهر الأولى للحمل .
♣ الوقاية من مخاطر الأشعة السينية : 1- تجنب التعرض للأشعة المباشرة أثناء استخدامها لتصوير المرض وذلك بابتعاد الطبيب والفني عن المريض عند تصويره وتشغيل الجهاز من بعيد
2- ارتداء بالطو يحتوى على طبقة رقيقة من الرصاص تمنع نفاذ الأشعة وكذلك قفازات للأيدي .
3- استخدام الأجهزة التي تقيس جرعة الإشعاع التي يتعرض لها الإنسان والابتعاد عن مصدر الأشعة إذا كانت الجرعة تصل إلى حد الخطورة .
س31 : أذكر أهم خصائص أشعة الليزر ؟
1- النقاء الطيفي : يحتوى كل خط من خطوط الطيف الضوئي في مصادر الضوء العادية على مدى كبير من الأطوال الموجية أما مصادر الليزر فهي تنتج خطا طيفياً واحداً فقط أي انه يعتبر ضوء أحادى الطول الموجي.
2- توازى الحزمة الضوئية : في مصادر الضوء العادية يزداد قطر الحزمة الضوئية المنبعثة من المصدر أثناء انتشارها نتيجة التشتت أما في شعاع الليزر فإن قطر الحزمة يظل ثابتاً أثناء الانتشار لمسافات طويلة ولا يعاني من التشتت فيمكن بذلك نقل الطاقة الضوئية لمسافات طويلة دون فقد ملحوظ .
3- الترابط : تنطلق فوتونات الضوء العادي من مصادرها بصورة عشوائية وباختلاف كبير وغير أما في مصادر الليزر تنطلق الفوتونات بصورة مترابطة زمانياً ومكانياُ حيث تنطلق من المصدر في نفس اللحظة وتحتفظ فيما بينهما بفرق طور ثابت أثناء الانتشار لمسافات طويلة وهذا يجعلها أكثر شدة وأكثر تركيزاً.
4- الشدة : تخضع الأشعة الضوئية المنبعثة من المصادر العادية لقانون التربيع العكسي ، حيث تقل الشدة الضوئية الساقطة على وحدة المساحات من السطح كلما بعد هذا السطح عن مصدر الضوء نتيجة التشتت وعدم الترابط أما أشعة الليزر الساقطة على السطح فهي تزداد على وحدة المساحات .
س33 : أشرح تركيب جهاز ليزر ( الهيليوم – نيون ) ؟
شعاع ليزر
انبوبة تفريغ غاز
مصدر جهد عالى
مرآه عاكسة
مرآه شبه منفذه
1- أنبوبة من زجاج الكوارتز بها خليط من غاز الهيليوم وغاز النيون بنسبة 1 :10 تحت ضغط منخفض .
2- يوجد عند نهايتي الأنبوبة مرآتان مستويتان ومتوازيتان ومتعامدتان على محور الأنبوبة.
3- مجال كهربي عال التردد يغذى الأنبوبة من الخارج لإثارة ذرات الهيليوم والنيون أو فرق جهد كهربي عال مستمر يسلط على الغاز داخل الأنبوبة لإحداث تفريغ كهربي .
س35 : وضح كيف يمكن توليد حزمة (عمل الجهاز) من أشعة الليزر بواسطة جهاز ( الهيليوم – نيون ) ؟
1- يؤدى فرق الجهد الكهربي داخل الأنبوبة إلى إثارة ذرات الهيليوم إلى مستويات الطاقة العليا .
2- تصطدم ذرات الهيليوم بذرات نيون غير المثارة فتنتقل الطاقة من ذرات الهليوم إلى ذرات النيون .
3- يحدث تراكم لذرات النيون المثارة فييتحقق بذلك وضع الإسكان المعكوس في غاز النيون.
4- تهبط أول مجموعة من ذرات النيون المثارة إلى مستوى طاقة أقل وتشع فوتونات في جميع الاتجاهات
5- مجموعة الفوتونات التي تتحرك تصادف احد المرآتين فترتد مرة أخرى ولا تستطيع الخروج.
6- أثناء حركة الفوتونات تصطدم ببعض ذرات النيون التي تطلق فوتونات مضاعفة داخل الأنبوبة .
7- تتكرر الخطوة السابقة مرة أخرى ولكن بالعدد الجديد من الفوتونات المتحركة فتتم عملية تضخيم الإشعاع.
8- عندما تصل شدة الإشعاع إلى حد معين يخرج جزء منه إلى داخل الأنبوبة لتستمر عملية إنتاج الليزر.
9- بالنسبة لذرات النيون التي هبطت إلى المستوى الأقل فإنها تفقد بعد فترة ما بها من طاقة وتهبط إلى المستوى الأرضي لتصطدم بها ذرات هيليوم أخرى وتمدها بالطاقة لمستوى الإثارة شبة المستقر ، وهكذا.
10- بالنسبة لذرات الهيليوم التي فقدت طاقتها بالتصادم مع ذرات النيون وعادت إلى المستوى الأرضي، فإنها تعود وتثار مرة أخرى بفعل التفريغ الكهربي داخل الأنبوبة.
س36 : اذكر أهم التطبيقات (الاستخدامات) الشائعة لأشعة الليزر ؟
(أ) في الطب :- 1- علاج الانفصال الشبكي في العين : عندما تصاب العين بانفصال بعض أجزاء الشبكية تعالج عن طريق أجراء عملية تلحم فيها أجزاء الشبكية المنفصلة بالطبقة التي تحتها وتستخدم أشعة الليزر في إتمام عملية الالتحام هذه فتتم بذلك حماية العين من التعرض لفقد القدرة على الإبصار .
2- يستخدم الليزر في علاج حالات قصر وطول النظر .
3- تستخدم مع الألياف الضوئية في التشخيص والعلاج بواسطة المناظير .
(ب) في الاتصالات حيث تستخدم أشعة الليزر والألياف الضوئية كبديل لكابلات التليفونات.
(ج) في الصناعة وعلى الأخص الصناعات الدقيقة .
(د) في المجالات العسكرية مثل توجيه الصواريخ بدقة عالية والقنابل الذكية ورادار الليزر.
(هـ) التسجيل على الأقراص المدمجة ((CD .
(و) طابعة الليزر حيث يستخدم شعاع الليزر في نقل المعلومات من الكمبيوتر إلى اسطوانة عليها مادة حساسة للضوء ثم يتم الطبع على الورق باستخدام الحبر.
(ز) الفنون والعروض الضوئية. (ح) إعمال المساحة لتحديد المساحات والأبعاد بدقة
(ط) في أبحاث الفضاء.
س37 : اشرح التركيب البللورى لأشباه الموصلات النقية ؟
1- تحتوى على عناصر المجموعة الرابعة مثل السيلكون لاحتواء مستوى الطاقة الأخير لها على أربع الكترونات.
2- عندما تنتظم ذرات السيلكون والجرمانيوم في تركيب بللورى فإن كل ذرة ترتبط مع أربع ذرات مجاورة بواسطة أربع روابط تساهمية بحيث تصبح أي ذرة محاطة بثمان الكترونات .
3- ترتبط هذه الالكترونات بذراتها بالدرجة التي تجعل البلورة مـوصلاً رديئاً وعازلا تماماً في درجة الصفر المطلق.
4- تزداد درجة التوصيل الكهربي لبلورة الجرمانيوم أو السليكون بارتفاع درجة الحرارة .
س39 : قارن بين البلورة السالبة والبلورة الموجبة ؟
وجه المقارنة البللورة السالبة (N) البلورة الموجبة (P)
التركيب هي بلورة سيلكون مطعمة بنسبة ضئيلة من احد عناصر المجموعة 5Aمثل الزرنيخ هي بلورة سيليكون مطعمة بنسبة ضئيلة من أحد عناصر المجموعة 3A مثل الجاليوم
عدد الالكترونات تحتوى ذرة الزرنيخ على 5 الكترونات في مستوى الطاقة الخارجي . تحتوى ذرة الجاليوم على 3 الكترونات في مستوى الطاقة الخارجي .
المشاركة تشارك ذرة الزرنيخ بأربع الكترونات لترتبط بأربع ذرات سيليكون مجاورة ويبقى الإلكترون الخامس حراً يسهل انتقاله . تشارك ذرة الجاليوم بثلاث الكترونات لترتبط بثلاث ذرات سيليكون أما ذرة السيليكون الرابعة فتجد نقص أحد الالكترونات الذي تشترك معه ذرة الجاليوم
التوصيل البلورة موصلة أكثر من السيليكون النقي بسبب وجود حاملات الشحنة السالبة البلورة موصلة بدرجة أكبر من السيليكون لوجود حاملات الشحنة الموجبة (الفجوات)
التعادل الكهربي متعادلة كهربياً وتسمى سالبة لأن حاملات الشحنة بها الكترونات سالبة. متعادلة كهربياً ولكن سميت موجبة لان حاملات الشحنة بها فجوات موجبة
أهم القوانين
القانون النص القانون النص
كولوم K F = طاقة المكثف
شدة المجال الكهربي = K
سعة المكثف C
فرق الجهد الكهربي = K V
المقاومة النوعية
التوصيلية الكهربية كثافة الفيض في ملف حلزوني (لولبي) β
كثافة الفيض في سلك مستقيم Β = القوة المؤثرة على سلك عمودى F= β I L
كثافة الفيض في ملف دائري القوة المؤثرة على سلك يميل بزاوية F = β I L
أهم التعاريف
المصطلح التعريف
المجال الكهربي هو الحيز أو المنطقة المحيطة بالشحنة الكهربية في جميع الاتجاهات ويظهر في هذه المنطقة تأثير تلك الشحنة .
شدة المجال الكهربي هو مقدار القوة بالنيوتن المؤثرة على شحنة مقدارها 1 كولوم موضوعة عند تلك النقطة .
الجهد الكهربي هو الحالة الكهربية لهذا الموصل والتي يتوقف عليها انتقال الكهربية منه أو إليه عند اتصاله بجسم آخر .
فرق الجهد هو مقدارالشغل المبذول بالجول لنقل شحنة كهربية مقدارها (1) كولوم بين نقطتين
الفولت هو فرق الجهد بين نقطتين عندما يبذل شغل قدره (1) جول لنقل شحنة كهربية مقدارها (1) كولوم بين هاتين النقطتين .
السعة الكهربية هي النسبة بين الشحنة الكهربية التي يحملها الموصل إلى جهد هذا الموصل .
التيار الكهربي هو فيض من الالكترونات الحرة التي تسرى خلال موصل من القطب السالب إلى القطب الموجب للعمود الكهربي .
شدة التيار الكهربي تقدر شدة التيار الكهربي بكمية الكهربية (Q) التي تمر عبر مقطع معين من الموصل في زمن (t) قدره ثانية واحدة .
الأمبير هو شدة التيار الكهربي المار في موصل عندما يكون معدل سريان كمية الكهربية خلال مقطع معين من الموصل يساوى 1 كولوم / ثانية .
القوة الدافعة الكهربية هي الشغل الكلى اللازم لنقل كمية من الكهربية قدرها 1 كولوم في الدائرة الكهربية داخل المصدر و خارجه .
المقاومة الكهربية هي خاصية ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربي مما يؤدى إلى ارتفاع في درجة حرارته ويرمز للمقاومة الكهربية بالرمز (R ) وتقاس بوحدة الأوم .
الأوم هو مقاومة موصل يسمح بمرور تيار شدته 1 أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفي هذا الموصل 1 فولت .
المقاومة النوعية هي مقاومة موصل طوله 1 متر ومساحة مقطعه 1 متر مربع وتعتبر المقاومة النوعية لمادة خاصية فيزيائية للمادة .
التوصيلية الكهربية هي مقلوب المقاومة النوعية للمادة وحدة قياسها هي ( أوم-1 . متر-1 ) .
نقطة التعادل هي النقطة التي ينعدم عندها المجال الكهربي .
الفيض المغناطيسي يقدر الفيض المغناطيسي ( Φ ) بالعدد الكلى لخطوط الفيض التي تمر عمودياً على مساحة معينة ويقاس بوحدة الوبر
كثافة الفيض المغناطيسي ( تسلا ) هي كثافة الفيض التي تولد قوة مقدارها واحد نيوتن على سلك طوله واحد متر ويحمل تيارا شدته واحد أمبير عندما يكون السلك عموديا ً على اتجاه المجال
الأشعة السينية هي أشعة كهرومغناطيسية غير مرئية طولها الموجي قصير (ما بين 10-8- 10-13 ) متر وتقع بين الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما وبالتالي فهي عالية الطاقة.
الالكترونات الرقمية هي فرع الفيزياء الذي يهتم بدراسة الأنظمة الإلكترونية التي تتعامل مع نظام العد الثنائي (1 و0)
مسائل محلولة
س1 : شحنتان موجبتان المسافة بينهما 30 سم ومقدار كل منهما 30 ميكروكولوم احسب القوة المتبادلة بينهما علماً بان (N.m2/C2 9×109 K=) ؟
9 X 10 = 90 N = = FQUOTE F =
س2 : إذا كانت ذرة الهيدروجين تتكون من الكترون واحد يدور حول نواة تحتوى على بروتون واحد وأن نصف قطر ذرة الهيدروجين يساوى (m 5×10-11) فاحسب القوة الكهربية التي تؤثر بها النواة على الإلكترون علماً بان شحنة كل من البروتون والإلكترون C 1.6×10-19 وأن (.m2/C2 9×109 K=) .
9.2 x 10-8 N= 9x 109 = F=
س1 : شحنة كهربية مقدارها 40 كولوم احسب شدة المجال الكهربي عند نقطة تبعد 40 سم من هذه الشحنة K= 9×109 Nm2/C2)) ؟
= 250 X 9 X 109 = 225 X 1010 N/C = = K
س1 : احسب الجهد الكهربي عند نقطة تبعد 8×10-10 متر من شحنة كهربية مقدارها ( 1.6×10-19) كولوم ( K = 9×109 Nm2/C2) ؟
= 1.8 V = 9 K = V
س3 : احسب فرق الجهد الكهربي بين نقطتين في مجال كهربي إذا كان الشغل المبذول لتحريك شحنة كهربية مقدارها 5 كولوم بين هاتين النقطتين = 30 جولاً ؟
= 30 = 6 V V =
س1 : مكثف يتكون من لوحين متوازيين مساحة كل منهما 44 سم2 يفصل بينهما وسط مادي سمكه 0.6 مم وثابت عزله 6 احسب سعة هذا المكثف ؟
C
س2 : وصل مكثفان معاً على التوازي سعتهما على الترتيب 4 ميكروفاراد ، 10 ميكروفاراد مع بطارية
12 فولت احسب كل مما يأتي : (أ) شحنة كل من المكثفين (ب) السعة الكلية للمكثفين
Q = C X V = 4 X 10-6 X 12 = 48× 10-6 C.
Q = C X V = 10 X 10-6 X 12 = 120 X 10-6 C .
C = C1 + C2 = 4 +10 = 14 MF
س3 : احسب الطاقة الكهربية الكامنة في مكثف سعته 16 ميكروفاراد و فرق الجهد بين لوحيه 100 فولت ؟
جول = = الطاقة الكامنة
س1 : سلك معدني طوله 4 متر ومساحة مقطعه يساوى 4×10-7 متر2 احسب مقاومة هذا السلك علما بان المقاومة النوعية لمادة السلك يساوى 1.76 ×10-8 أوم . متر ثم احسب مقدار التوصيلية الكهربية لمادة السلك ؟
التوصيلية الكهربية : أوم . متر 5.7 = =
س5 : وصلت ثلاث مقاومات قيمتها ( 2 ، 4 ، 8 ) أوم على التوالي بمصدر كهربي قوته الدافعة الكهربية 56 فولت احسب كل من : (أ) المقاومة المكافئة لهذه المقاومات (ب) شدة التيار المار في كل مقاومة ؟
التيار المار في كل مقاومة يكون المقاومة المكافئة
متساوياً ( I1 = I2 = I3 = I) = R 1 + R2 + R 3 كلىR
التيار في كل مقاومة = 2+4+8 = 14
س1 : سلك مستقيم يمر به تيار كهربي شدته 5 أمبير احسب كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة على بعد 0.4 متر من هذا السلك (4π × 10-7= µ ) ؟
تسلا = = = β
س2 : سلكان متوازيان البعد بينهما في الهواء 10 سم يمر في السلك الأول تيار شدته 10 أمبير و يمر في الثاني تيار شدته 50 أمبير احسب كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة في منتصف المسافة بينهما في الحالتين الآتيين : (أ) التيار في السلكين في اتجاه واحد (ب) التيار في السلكين اتجاهين متعاكسين
2 – β1 β = β
1 + β2 β= β
= 2 × 10 -4 + 4 × 10 -5
2.4 × 10-4 =2 – β1 β= β
( تسلا ) 1.6 × 10-4 =
س3 : مر تيار كهربي شدته 7 أمبير في ملف دائري قطره 44 سم وعدد لفاته 100 لفة . احسب كثافة الفيض المغناطيسي عند مركز هذا الملف ( µ في الهواء = ( 10-7 ×4π ) وبر / أمبير . متر ؟
س6 : سلك طوله 22 متر لف على شكل ملف حلزوني نصف قطره 14 سم فإذا كان طول الملف الحلزوني يساوى 10 سم احسب كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة على محور هذا الملف إذا مر تيار كهربي شدته 0.21 أمبير في هذا الملف ؟
=
ثم نحسب منه ( β ) من العلاقة :
β
س7 : وضع سلك طوله واحد متر يمر به تيار شدته 20 أمبير في مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.2 تسلا احسب القوة التي تؤثر على السلك في الحالات الآتية :
(أ) السلك موضوع عموديا ً على اتجاه المجال (ب) السلك يميل على اتجاه المجال بزاوية 30 درجة .
(ج) ماذا تستنتج من الحالتين السابقتين .
(أ) عندما يكون السلك عموديا ً:
F= β I ℓ
(ب)عندما يميل السلك بزاوية قدرها 30 درجة :
F = β I L
= 2 N =
(ج) نستنتج أن القوة المؤثرة على سلك يميل بزاوية 30 درجة على اتجاه المجال تصبح نصف قيمتها عندما يكون السلك عموديا ً على اتجاه المجال و ذلك لان : Sin30= 0.5
أسئلة عامة
وضح ما المقصود بكل من :
(أ) شدة المجال الكهربي لشحنة كهربية عند نقطة = 80 نيوتن / كولوم (أن مقدار القوة بالنيوتن عند شحنة مقدارها (1) كولوم هو 80 نيوتن) .
(ب) أن كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة = 0.3تسلا (أن كثافة الفيض المغناطيسي التي تولد قوة مقدارها (0.3) نيوتن على سلط طوله (1) متر ويحمل تياراً شدته (1) أمبير هو (0.3) تسلا) .
(ج) سعة المكثف = 100 ميكروفاراد (أن النسبة بين الشحنة الكهربية التي يحملها مكثف إلى جهد هذا المكثف تساوى 100 ميكروفاراد) .
(د) الفولت (هو فرق الجهد بين نقطتين عندما يبذل شغل قدره 1 جول لنقل شحنة كهربية مقدارها 1 كولوم ) .
ما معنى أن
1- ما معنى أن مقاومة موصل = 20 أوم ؟
معنى ذلك أن هذا الموصل يسمح بمرور تيار شدته (1) أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه = 20 فولت .
2- ما معنى أن القوة الدافعة الكهربية لعمود كهربي = 2 فولت ؟
معنى ذلك أن الشغل الكلى المبذول لنقل كمية من الكهرباء قدرها (1) كولوم في الدائرة الكهربية يساوى 2 جول .
تخير الإجابة الصحيحة من بين الأقواس :
1- تقاس السعة الكهربية بوحدة ........... ( الفولت – الأوم – الجول – الفاراد )
2- وحدة قياس المجال الكهربي هي ........... ( نيوتن / كولوم – الجول – الأوم – كولوم / نيوتن )
3- وحدة قياس فرق الجهد الكهربي هي ........... ( الأوم – الأمبير – الجول – الفولت )
4- عند توصيل عدة مكثفات على التوالي فان السعة الكلية تكون..... ( تساوى سعة أي مكثف – أقل من سعة أي مكثف – اكبر من سعة أي مكثف )
5- عندما تقل المسافة بين لوحي مكثف كهربي فان السعة الكهربية لهذا المكثف ............. ( تظل ثابتة – تقل – تزداد )
6- تتوقف سعة المكثف ذي اللوحين المتوازيين على كل مما يأتي ما عدا.............. (المسافة بين اللوحين - ثابت العزل للوسط بين اللوحين - الشحنة الكهربية على احد لوحيه ).
7- وحدة قياس المقاومة الكهربية هي........... ( الفولت – الأوم – الكولوم - الأمبير ( .
8- مقاومتان كهربيتان متساويتان عند توصيلهما على التوازي كانت المقاومة المكافئة لهما 50 أوم فان قيمة كل مقاومة .......... أوم ( 50 – 100 – 150 – 25 ) .
10 - إذا زادت مساحة مقطع الموصل إلى الضعف فان مقاومة هذا الموصل ........... ( تتضاعف – تظل كما هي - تقل إلى النصف - تقل إلى الربع ) .
وضح ماذا يحدث في الحالات الآتية :
(أ) إذا تلامس ساق مشحون بشحنة موجبة مع ساق معدني معزول وغير مشحون (يتقاسم الساقين الشحنة الكهربية)
(ب) عند دلك ساق من الزجاج بقطعة من الحرير (يتولد على ساق الزجاج شحنة موجبة وعلى قطعة الحرير شحنة سالبة) .
(ج) إذا قلت المسافة بين شحنتين كهربيتين إلى النصف (تزيد القوة المتبادلة بين الشحنتين إلى الضعف) .
اذكر فائدة واحدة لكل من :
♣ قاعدة اليد اليمنى لأمبير :هي تحديد اتجاه الفيض المغناطيسي الناتج عن مرور تيار كهربي في سلك مستقيم.
♣ قاعدة اليد اليسرى لفلمنج : هي تحديد اتجاه القوة التي يؤثر بها مجال مغناطيسي على سلك يحمل تيار كهربي وموضوع عمودياً على اتجاه المجال .
