مراجعة الفيزياء للصف الثاني عشر علمي - الفصل الدراسي الأول

مراجعة

الفيزياء

للصف الثاني عشر – علمي

_الفصـل الدراسي الأول

مقدمة من :-

ThugAzooz

Twitter:@ThugAzooz

BB:26E428B4

قبل البدأ ..
1- لـ تحميل المراجعة كاملة إضغط هنا

2- لـ تحميل تلخيص فصل الكهرباء الساكنة إضغط هنا

3- لـ تحميل التعاريف إضغط هنا أو للذهاب لصفحة التعاريف إضغط هنا 

الوحدة الأولى ( الكهرباء الساكنة )

* المصطلحات العلمية : ( 26 )

1- القوة الكهربائية :

التأثير المتبادل بين شحنتين كهربائيتين نقطيتين .

2- قانون كولوم :

القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين نقطيتين تتناسب طردياً مع حاصل ضرب مقدار الشحنتين وتتناسب عكسياً مع مربع البعد بينهما وتتغير بتغير الوسط العازل بينهما .

3- كولوم ( C ) :

كمية الشحنة النقطية التي إذا وضعت في الفراغ أو الهواء على بعد متر واحد من شحنة مماثلة لها تأثرت كل منهما بقوة مقدارها ( 10 × 9  ) نيوتن .

4- المجال الكهربائي :

منطقة ( الحيز ) الفضاء المحيطة بالشحنة الكهربائية من جميع الاتجاهات والمستويات ويظهر فيها تأثير القوة الكهروستاتيكية .

5- شدة المجال الكهربائي عند نقطة ( E ) :

متجه القوة الكهربائية المؤثرة على شحنة اختبار موجبة مقدارها كولوم واحد موضوعة عند النقطة .

6- خطوط المجال المجال الكهربائي ( خطوط القوة الكهربائية ) :

هي خطوط وهمية افترضها العالم فاراداي لتصور توزيع المجال الكهربائي عند المواضع المختلفة وتمثل المسار الذي تسلكه شحنة الاختبار الموجبة بتأثير القوة الكهربائية التي يسببها المجال الكهربائي .

7- المجال الكهربائي المنتظم :

هو المجال الكهربائي ثابت الشدة ( E ) مقداراً واتجاهاً عند جميع نقاطه .

أو المجال الذي يمثل بخطوط مستقيمة ومتوازية وتفصلها عن بعضها مسافات متساوية كالمجال بين لوحي مكثف مستو بعيداً عن أطرافه ، ( يؤثر على الأجسام الموضوعة فيه بقوة وعجلة منتظمتين ) .

8- الشحنة النوعية للجسيم :

النسبة بين شحنة الجسيم وكتلته .

9- المجال الكهربائي غير المنتظم :

هو المجال الذي تكون شدته ( E ) متغيرة مقداراً واتجاهاً أحدهم أو كلاهما من نقطة إلى أخرى .

كمجال شحنة كهربائية مفردة أو شحنتين متجاورتين أو المجال حول الموصلات المشحونة والمعزولة

<< أو عند أطراف لوحي مكثف >> و( يؤثر على الأجسام الموضوعة فيه بقوة وعجلة غير منتظمتين ) ويمثل بخطوط منحنية .

10- الجهد الكهربائي عند نقطة :

طاقة الوضع الكهربائية التي تختزنها وحدة الشحنات الموجبة عند نقطة في مجال شحنة كهربائية .

أو الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات الموجبة من المالانهاية إلى نقطة في مجال شحنة كهربائية .

11- الفولت << وحدة قياس الجهد الكهربائي عند نقطة >> :

هو الجهد الكهربائي عند نقطة تختزن عندها وحدة الشحنات الموجبة طاقة وضع كهروستاتيكية مقدارها جول واحد .

أو هو الجهد الكهربائي عند نقطة يجب بذل شغل مقداره جول واحد لنقل وحدة الشحنات الموجبة من المالانهاية إلى هذه النقطة .

12- الفولت << وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين >> :

فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين يلزم بذل شغل مقداره جول واحد لنقل وحدة الشحنات الموجبة من إحداهما للأخرى ( عكس اتجاه المجال ) .

13- فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين في مجال غير المنتظم ( في مجال شحنة نقطية ) :

هو الفرق بين طاقتي الوضع الكهربائية لوحدة الشحنات الكهربائية الموجبة عند تلك النقطتين ويساوي الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات الموجبة من إحدى النقطتين للأخرى ( عكس اتجاه المجال ) .

14- الجهد الكهربائي لموصل معزول :

هو الحالة الكهربائية للموصل التي تبين انتقال الشحنات الكهربائية منه أو إليه عند اتصاله بموصل آخر .

15- الجهد المطلق لموصل مشحون :

هو الجهد الذي يكتسبه الموصل نتيجة لوجود شحنة على سطحه .

16- الجهد المطلق للموصل :

هو مقدار طاقة الوضع الكهربائية التي تختزنها وحدة الشحنات الموجبة على سطح الموصل .

17- الجهد التأثيري لموصل مشحون :

هو الجهد الذي يكتسبه الموصل نتيجة وجوده في المجال الكهربائي لشحنة كهربائية أخرى ويكون الجهد التأثيري الذي يكتسبه الموصل من نفس نوع الشحنة المؤثرة .

18- الجهد الكلي للموصل :

هو الجهد الكلي الذي يكتسبه الموصل نتيجة شحنته الخاصة والشحنات المؤثرة عليه والمحيطة به .

19- السعة الكهربائية لموصل :

النسبة بين كمية شحنة الموصل وجهده الناشئ عنها .

20- الفاراد :

السعة الكهربائية لموصل يتغير جهده بمقدار فولت واحد عندما تتغير شحنته بمقدار كولوم واحد .

21- سعة موصل كروي :

تساوي ( عددياً ) نصف قطره مقداراً ( بالمتر ) مقسوما على الثابت ( K ) .

22- المكثف الكهربائي :

أداة تخزين للطاقة الكهربائية ، ويتكون من لوحين معدنين متوازين تفصلهما مادة عازلة وعند توصيله ببطارية تنتقل الإلكترونات من القطب السالب للبطارية إلى أحد اللوحين فيشحن بشحنة سالبة بينما يشحن اللوح الآخر بشحنة موجبة ومساوية لمقدار شحنة اللوح السالب وينشأ تجاذب بين شحنات اللوحين لذلك تستقر الشحنات على الألواح الداخلية للموصل ، ويستخدم في فلاش الكاميرات و أجهزة الراديو و التلفاز والهواتف .

23- شحنة المكثف :

شحنة أحد لوحي المكثف الكهربائي ، المجموع الجبري للشحنة بين لوحي المكثف يساوي صفر .

24- جهد المكثف :

فرق الجهد بين لوحي المكثف الكهربائي ويساوي جهد أحد اللوحين إذا كان اللوح الآخر متصلاً بالأرض ، عند اتصال المكثف ببطارية تنتقل الشحنات الكهربائية من البطارية للمكثف حتى يصبح فرق الجهد بين لوحي المكثف مساوياً لفرق الجهد بين قطبي البطارية .

25- سعة المكثف ( C ) :

هي النسبة بين شحنة المكثف وجهده أو كمية الشحنة اللازمة لتغيير جهد المكثف بمقدار فولت واحد .

26- ثابت العازلية لمادة :

هو النسبة بين سعة المكثف عندما تملأ المادة الحيز بين لوحي المكثف وسعته عندما يملأ الهواء هذا الحيز .

أو هو النسبة بين معامل نفاذية الوسط ( المادة ) بين لوحي المكثف ومعامل نفاذية الهواء أو الفراغ .

1- ثابت كولوم ( K ) :

مقدار القوة المتبادلة بين شحنتين متساويتين قيمة كل منهما كولوم واحد وتبعدان عن بعضهما مسافة متر واحد .

2- شحنة الاختبار الموجبة :

شحنة افتراضية موجبة ودقيقة جداً مقدارها كولوم واحد ليس لها أي تأثير على الشحنات المجاورة لذلك لا تحدث اضطراباً لشحنات المجاورة .

3- اتجاه المجال الكهربائي :

هو الاتجاه الذي تسلكه شحنة الاختبار الموجبة الموضوعة في المجال الكهربائي لشحنة كهربائية ، وتكون نتيجة لتأثير القوة الكهربائية التي يسببها المجال الكهربائي .

4- نقطة التعادل :

نقطة تقع بين مجالي شحنتين متشابهتين وتنعدم عندها شدة المجال .

أو نقطة تعتبر محصلة متجهين متساويين مقداراً ومتعاكسين اتجاهاً ( تساوي صفر ) .

5- الشحنة النقطية :

شحنة صغيرة جداً قد تكون سالبة وقد تكون موجبة .

6- الجهد الكهربائي على سطح موصل مشحون ومعزول يساوي ( 5 ) v :

هو مقدار طاقة الوضع الكهربائية التي تختزنها وحدة الشحنات الموجبة على سطح الموصل تساوي 5 J .

7- السطح المتساوي الجهد :

السطح الذي تكون قيمة الشغل المبذول في تحريك شحنة كهربائية بين أي نقطتين عليه مساويةً صفر .

8- الكشاف الكهربائي :

الجهاز الذي يستخدم للتعرف على حالة الجسم الكهربائية و على نوع شحنته .

* التعليلات  : ( 38 )

1- يمكن لموصل مشحون بشحنة موجبة ( مثلا ) أن يتصل بالأرض دون أن تتسرب شحنته إليها .

لأنه متأثر بشحنة سالبة تكسبه جهد تأثيري سالب مساوياً بجهده المطلق فيكون جهده الكلي صفر .

2- موصل كهربائي مشحون بشحنة موجبة وجهده الكلي سالب .

لأنه متأثر بشحنة تأثيرية سالبة تكسبه جهد تأثيري سالب أكبر من جهده المطلق فيكون جهده الكلي سالب

3- موصل موجب الشحنة ولكن جهده الكلي يساوي صفراً .

لأنه متأثر بشحنة تأثيرية سالبة تكسبه جهد تأثيري سالب ويساوي جهده المطلق الموجب وبالتالي يكون الجهد الكلي له مساوياً صفر .

4- موصل موجب الشحنة ولكن جهده  الكلي سالب .

لأنه متأثر بشحنة تأثيرية سالبة تكسبه جهد تأثيري سالب أكبر من جهده المطلق الموجب وبالتالي يكون الجهد الكلي سالب .

5- الطاقة المختزنة في مجموعة مكثفات متصلة على التوازي أكبر من الطاقة المختزنة في نفس المكثفات إذا اتصلت على التوالي .

لأن السعة المكافئة لمجموعة المكثفات المتصلة على التوازي أكبر منها عند التوصيل على التوالي ،

( والطاقة تتناسب طرديًاً مع السعة عند ثبات الجهد ) .

6- عند تقريب يدك من قرص كشاف مشحون بشحنة موجبة فإن انفراج ورقتيه يقل .

لأنه يحدث إعادة ترتيب لشحنات اليد ويتأثر قرص الكشاف بجهد تأثيري سالب فيقل الجهد الكلي له ويقل الانفراج .

7- عند وضع بروتون والكترون في مجال كهربائي فإنهما يتحركان في اتجاهين مختلفين وبقوة واحدة .

لأنهما لهما نفس مقدار الشحنة لكنها مختلفة في النوع .

8- إذا قذف نيوترون عمودياً على مجال كهربائي  منتظم فإنه يتحرك في خط المستقيم .

لأنه متعادل الشحنة فلا يتأثر بقوة كهربائية فيتحرك في خط مستقيم.

9- يتحرك الإلكترون بعجلة أكبر من البروتون في المجال الكهربائي رغم تساوي القوة المؤثرة عليهما.

لأن العجلة تتناسب عكسياً مع الكتلة ، وبما أن كتلة الإلكترون أقل من كتلة البروتون فإن عجلة الإلكترون أكبر من عجلة البروتون .

10- الطاقة الكهربائية المختزنة في عدة مكثفات متصلة معاً على التوازي مع بطارية أكبر من الطاقة الكهربائية المختزنة في نفس المكثفات إذا وصلت معا على التوالي مع نفس البطارية .

لأن السعة الكلية عند التوصيل على التوازي أكبر ، والطاقة تتناسب طردياً مع السعة عند ثبوت الجهد .

11- قانون كولوم خاص بالشحنات النقطية .

لأنه عند تطبيق هذا القانون يجب أن تكون أبعاد ( الجسيمات النقطية المشحونة ) أصغر بكثير من المسافات بينها ، لكن عند التعامل مع الأجسام الكبيرة نستخدم قانون جاوس .

12- لا نستخدم إشارات نوع الشحنة عند تطبيق قانون كولوم .

ذلك لأنها متضمنة في اتجاهات القوى ، حيث أن القوة كمية متجه يلزم لتعينها معرفة مقدارها واتجاها فالإشارة تدل فقط على اتجاه القوة  .

13- استخدام شحنة الاختبار عند دراسة المجال الكهربائي .

لأنها شحنة افتراضية ليس لها أي تأثير على الشحنات المجاورة وهي بهذا لا تسبب اضطراباً للشحنات المجاورة .

14- خطوط المجال الكهربائي لا تتقاطع .

لأن تقاطع خطوط المجال عند نقطة يعني أن للمجال أكثر من اتجاه عند هذه النقطة وهذا مستحيل .

15- خطوط المجال تتجه شعاعياً خارج الشحنة الموجبة وتتجه للداخل نحو الشحنة السالبة .

لأن اتجاه خطوط المجال الكهربائي هو عبارة عن المسار الذي تسلكه وحدة الشحنات الموجبة عند وضعها بالقرب من شحنة كهربائية ، حيث انه عند وضع شحنة اختبار موجبة بالقرب من جسيم مشحون بشحنة موجبة فإنها تتجه للخارج مبتعدة عن الشحنة الموجبة ( تنافر ) وعند وضعها بالقرب من جسيم مشحون بشحنة سالبة فإنها تقترب نحو هذا الجسيم ( تجاذب ) .

16- تستقر الشحنات الكهربائية تستقر على السطوح الخارجية فقط للموصلات المشحونة .

بسبب التنافر بين الشحنات المتشابهة فتأخذ أقصى بعد بينها حتى تستقر على الأسطح الخارجية للموصلات ويعمل الهواء ( وسط عازل ) على منعها من التسرب فتستقر على السطح الخارجي للموصل .

17- شحنة الموصل الكروي شحنة نقطية مركزه عند مركزه . أو  يعتبر الموصل شحنة نقطية .

نتيجة لتوزع الشحنات الكهربائية بانتظام على سطح الموصل الكروي .

18- شدة المجال كمية متجهة .

لأنها عبارة عن المتجه القوة المؤثرة على وحدة الشحنات الكهربائية عند نقطة .

19- أقصى قيمة لشدة المجال الكهربائي على سطح الموصل وتقل كلما ابتعدنا عنه .

بسبب استقرار الشحنات الكهربائية على السطح الخارجي للموصل ، وكلما ابتعدنا عن السطح زادت المسافة بين شحنة الاختبار والموصل فتقل الشدة ، حيث إن الشدة تتناسب عكسياً مع البعد بين الشدة والشحنة .

20- عند وضع إلكترون بين لوحي مكثف ( مجال كهربائي منتظم ) فإن القوة تكون عكس اتجاه المجال .

لأن الإلكترون جسيم سالب الشحنة ، فيكون اتجاه القوة الكهربائية نحو الشحنات الموجبة بينما يكون اتجاه المجال من الشحنة الموجبة إلى السالبة .

21- عند وضع بروتون بين لوحي مكثف ( مجال كهربائي منتظم ) فإن القوة تكون في اتجاه المجال .

لأن البروتون جسيم موجب الشحنة ، فيكون اتجاه القوة الكهربائية نحو الشحنات السالبة ويكون اتجاه المجال من الشحنة الموجبة إلى السالبة .

22- عند وضع شحنة كهربائية في حيز فإن الخواص الكهربائية لهذا الحيز تتغير .

نتيجة نشوء مجال كهربائي لتلك الشحنة .

23- الجهد الكهربائي كمية عددية .

لأنه عبارة عن الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات من المالانهاية إلى نقطة والشغل كمية عددية .

لأنه عبارة عن طاقة الوضع الكهربية التي تختزنها وحدة الشحنات الموجبة عند نقطة وهي كمية عددية .

24- الجهد المطلق لموصل يكون موجب إذا كانت شحنة الموصل موجبة والعكس صحيح .

لأن الجهد الكهربائي كمية عددية ، حيث يتم استخدام الإشارات عند التعويض في القانون .

25- لا يلزم بذل شغل لنقل شحنة كهربائية بين نقطتين إحداهما داخل الموصل المشحون والآخر على سطحه .

بسبب تساوي الجهد بين تلك النقطتين وبالتالي يكون فرق الجهد بينهما مساوياً صفر لذلك يكون الشغل معدوم .

26- السطح الكروي للموصل يمثل سطحاً متساوي الجهد .

لأنه لا يلزم بذل شغل لنقل شحنة كهربائية بين نقطتين على سطح الموصل .

27- يعتبر المجال الكهربائي من المجلات المحافظة .

لأن الشغل المبذول في نقل شحنة اختبار في المجال الكهربائي عبارة عن مقدار ثابت لا يعتمد على المسار الذي تسلكه الشحنة وإنما يعتمد فقط على موضع النقطتين .

28- عند زيادة كل من الشحنتين للضعف وزيادة البعد بينهما للضعف فإن القوة الكهربائية لا تتغير .

لأن القوة تتناسب طردياً مع حاصل ضرب مقدار كل من الشحنتين وعكسياً مع مربع البعد بينهما .

29- عند زيادة الشحنة الكهربائية إلى أربعة أمثال وزيادة قطر الموصل للضعف فإن شدة المجال لا تتغير.

لأن شدة المجال تتناسب طردياً مع الشحنة الكهربائية وعكسياً مع مربع نصف القطر .

30- كلما ابتعدنا عن الموصل تقل شدة المجال الكهربائي .

بسبب نقص تأثير الشحنة كما أن شدة المجال تتناسب عكسياً مع بعد النقطة عن الموصل .

31- قد يتساوى فرق الجهد مع شدة المجال بين لوحي مكثف ( أو في أي مجال منتظم ) .

لأن المسافة بين اللوحين تكون مساوية متر واحد .

32- الأجسام في حالتها المعتادة تكون متعادلة كهربائياً .   أو الذرة متعادلة كهربائياً .

لأن عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات ويخالفها في الشحنة .

33- عند وضع جسيم مشحون في مجال كهربائي منتظم ( بين لوحي مكثف ) فإنه يكتسب عجلة منتظمة .

لأنه بتأثر بقوة منتظمة ( ثابتة المقدار والاتجاه ) .

34- سعة الموصل لا تتغير بتغير كمية شحنته .

لأن تغير كمية الشحنة يقابله تغير بنفس النسبة للجهد ، لذلك تعتبر السعة مقداراً ثابتاً .

35- تستقر الشحنات على الأسطح الداخلية لألواح المكثف .

بسب اختلاف الشحنات في النوع فينشأ بينهم قوة تجاذب تؤدي إلى استقرار الشحنات على الأسطح الداخلية لألواح المكثف .

36- فرق الجهد بين لوحي المكثف يساوي فرق الجهد بين قطبي البطارية المتصل بها .

بسبب انتقال الشحنات الكهربائية من البطارية للمكثف .

37- يصبح الموصل المتعادل سالب الشحنة الكهربائية إذا اكتسب عدداً من الإلكترونات .

سبب زيادة عدد الإلكترونات السالبة عن عدد البروتونات الموجبة .

38- عند تفريغ مكثف مشحون نتيجة توصيله بسلك مقاومة يسخن السلك وتنتج طاقة حرارية .

بسبب حركة الشحنات من اللوح السالب إلى اللوح الموجب حتى تتعادل .

* العوامل  : ( 7 )

( 1 ) العوامل التي تتوقف عليها القوة الكهربائية ( F ) :

1- مقدار كلا من الشحنتين ( q1 ' q2 ) .

2- المسافة ( البعد ) بين الشحنتين ( r ) .

2- نوع الوسط العازل بين الشحنتين .

( 2 ) العوامل التي يتوقف عليها ثابت كولوم ( K ) :

1- نوع الوسط العزل .

2- نوع الوحدات المستخدمة .

( 3 ) العوامل التي يتوقف جهد نقطة في مجال شحنة نقطية :

1- مقدار الشحنة المحدثة للجهد ( الشحنة الأصلية q ) .

2- بعد النقطة عن الشحنة ( r ) .

3- نوع الوسط المحيط بالشحنة .

( 4 ) العوامل التي يتوقف الجهد المطلق لموصل :

1- مقدار شحنة الموصل .

2- مساحة سطح الوصل ( نصف قطر الموصل ) .

3- نوع الوسط المحيط بالموصل .

( 5 ) العوامل التي يتوقف الجهد التأثيري لموصل :

1- مقدار الشحنة المؤثرة على الموصل .

2- البعد بين الموصل والشحنة المؤثرة  .

3- نوع الوسط الفاصل بين الموصل والشحنة المؤثرة .

( 6 ) العوامل التي تتوقف عليها السعة الكهربائية لموصل :

1- مساحة سطح الموصل : حيث تزداد بزيادة سطح الموصل بينما يقل الجهد عند ثبوت بقية العوامل .

2- وجود موصلات قريبة من الموصل .

3- الوسط الفاصل المحيط بالموصل .

( 7 ) العوامل التي تتوقف عليها السعة الكهربائية لمكثف مستوي :

1- المساحة المشتركة بين اللوحين :تتناسب طردياً مع السعة عند ثبوت ( d ) والمادة العازلة .

2- المسافة بين اللوحين : تتناسب عكسياً مع السعة عند ثبوت ( A ) والمادة العازلة .

3- نوع المادة العازلة التي تملأ الحيز بين اللوحين .

( 1 ) خواص خطوط المجال الكهربائي ( خطوط القوة الكهربائية ) :

1- خطوط وهمية غير مرئية .

2- لا تتقاطع .

3- خطوط المجال تتجه شعاعياً خارج الشحنة الموجبة وتتجه داخل الشحنة السالبة .

4- المماس المرسوم لخط المجال عند أي نقطة يمثل اتجاه المجال عند تلك النقطة .

5- كثافة خطوط المجال عند تتناسب طردياً مع شدة المجال عند هذه النقطة .

6- يوجد بين الشحنتين المتشابهتين نقطة ينعدم عنها المجال تسمى بنقطة التعادل الكهربائي .

( 2 ) مواضع تساوي الجهد ( والتي لا يلزم بذل شغل لنقل شحنة كهربائية بين هذه النقاط ):

1- النقاط متساوية البعد عن شحنة كهربائية نقطية ( أياً كان نوعها ) .

2- النقاط الواقعة على خط واحد عمودي على خطوط المجال بين لوحي مكثف مشحون .

3- أي نقطة في موصل غير مشحون سواءً على سطحه أو داخله حيث جهده المطلق يساوي صفر .

4- النقاط الواقعة على سطح موصل مشحون أو داخله حيث أن الجهد على السطح ساوي الجهد داخل الموصل .

ملحوظة // هذه النقاط يكون عندها فرق الجهد بينها مساوياً صفر وبالتالي يكون الشغل بصفر أما الجهد فيكون ثابت ( متساوي ) .

( 3 ) تصنيف المكثفات من حيث السعة :

1- ثابتة السعة .                 2- متغيرة السعة .

 ( 4 ) تصنيف المكثفات من حيث الشكل :

1- مستوية .               

2- كروية.

3- اسطوانية .

( 5 ) تفسير ظاهرة الاستقطاب في المادة العازلة

( تحدث عند استبدال الهواء بين اللوحين بمادة أخرى ):

1- كثير من الجزيئات لا تتوزع شحناتها توزيعاً منتظماً ، بالرغم أن الجزئ متعادل متعادل كهربياً وتسمى بـ (( جزيئات ثنائية الاستقطاب )) .

2-  عند وضع تلك الجزيئات في المجال الكهربائي بين اللوحين فإن المجال يؤثر عليها ويحدث لها إزاحات صغيرة ( دوران بحيث تتجه الأطراف السالبة جهة اللوح الموجب والأطراف الموجبة جهة اللوح السالب مما يقلل من شدة المجال بين اللوحين .

3- نقص شدة المجال بين اللوحين يؤدي إلى نقص فرق الجهد بين اللوحين عند ثبوت (  d) فتزداد السعة الكهربائية .

* الملاحظات  :

( 1 ) أصغر شحنة سالبة هي شحنة الإلكترون ، وأصغر شحنة موجبة هي شحنة البروتون ، والمسئول عن شحن الأجسام هي الإلكترونات حيث يمكن نزعها أو إضافتها للذرة في الظروف الاعتيادية .

( 2 ) يتأثر كل جسم مشحون وموجود بجوار جسم آخر بنوعين من القوى هما :

-         قوة كولوم ومصدرها الشحنات الموجودة على الجسم وقد تكون قوة تنافر أو قوة تجاذب .

-         قوة نيوتن في الجذب العام ومصدرها وجود كتلة للأجسام المشحونة وتكون قوة تجاذب فقط .

( 3 ) يستخدم ثابت كولوم ( K ) عندما يكون الوسط العازل هو الهواء ( الفراغ ) لكن عند وجود وسط آخر يصبح هذا الثابت ( -----  ) حيث (     ) هو ثابت العزل للوسط  . ومنه فإن ثابت العزل للهواء يساوي 1 وفي أي وسط آخر يكون ثابت العزل يكون أكبر من الواحد الصحيح .

( 4 ) يعتبر المجال الكهربائي من المجلات المحافظة حيث أن الشغل المبذول في نقل شحنة اختبار في المجال الكهربائي عبارة عن مقدار ثابت لا يعتمد على المسار الذي تسلكه الشحنة وإنما يعتمد فقط على موضع النقطتين ، لذلك يكون الشغل الكلي المبذول على أي مسار مغلق مساوياً صفر .

( 5 ) يتجه المجال الكهربائي دائماً من النقاط الأعلى جهداً إلى النقاط الأقل جهداً .

( 6 ) لا يمكن تطبيق قانون كولوم على الأجسام الكبيرة .

( 7 ) في المجال المنتظم تكون القوة في اتجاه المجال إذا كانت الشحنة موجبة ( البروتون ) وعكس اتجاه المجال إذا كانت الشحنة سالبة ( الإلكترون ) .

( 8 ) في المجال المنتظم عند وضع جسيم فإنه يتأثر بقوة منتظمة لذلك يكتسب عجلة منتظمة .

( 9 ) في المجال غير المنتظم عند وضع جسيم فإنه يتأثر بقوة غير منتظمة وعجلة غير منتظمة .

( 10 ) يكون نوع الجهد الكهربائي من النوع الشحنة المحدثة له والمسببة للمجال .

( 11 ) دائماً تكون النقطة الأقرب للشحنة الكهربائية هي الأعلى جهداً .

( 12 ) شدة المجال داخل الموصل معدومة وتكون أكبر ما يمكن على السطح .

( 13 ) الجهد الكهربائي داخل الموصل يساوي الجهد الكهربائي خارج الموصل ويمثلان أعلى قيمة للجهد الكهربائي .

( 14 ) الموصل يكتسب الجهد الكهربائي بطريقتين هما : الجهد المطلق والجهد التأثيري .

( 15 ) ثابت العازلية للهواء ( الفراغ ) أقل ثابت العازلية لغيره من المواد ويساوي الوحدة .

( 16 ) ثابت العازلية للوسط يتوقف قيمته على نوع المادة العازلة بين لوحي المكثف .

( 17 ) المكثف المتصل ببطارية جهده ثابت ويساوي جهد البطارية .

( 18 )المكثف المشحون والمعزول ( غير متصل ببطارية ) شحنته ثابتة .

( 19 ) الشحنات الكهربائية تتوزع على السطح الخارجي بانتظام للموصل بينما تستقر على السطح الداخلي للمكثف .

( 20 ) داخل الموصل : الجهد ثابت لذلك فرق الجهد داخله يساوي صفر .

( 21 ) المقاطع التالية تدل على أجزاء : النانو ( N ) = 10    والميكرو ( M ) = 10                         والملي ( m ) = 10 والسنتي ( C ) = 10 .

( 22 ) في المكثف :                                                                                                                    - لا يلزم بذل شغل شحنة موجبة بين لوحيه عندما يكون المكثف غير مشحون لانعدام المجال .                                 - كلما نقلنا شحنات موجبة من اللوح a إلى اللوح b تزداد شحنة اللوح a السالبة وتزداد شحنة اللوح b الموجبة وتزداد شدة المجال المنتظم بين اللوحين .                                                                            - يصبح الشغل الكلي المبذول في شحن المكثف مساوياً لمجموع الشغل المبذول في كل مرة لنقل الشحنة من أحد اللوحين للآخر .

( 23 ) يتوقف انتقال الشحنات من البطارية إلى المكثف عندما يتساوى جهد البطارية مع الجهد بين لوحي المكثف حيث تتوقف حركة الإلكترونات .

( 24 ) الموصل الغير مشحون تكون شحنته مساوية صفر وجهد يساوي صفر لكن له سعة .

* أسئلة تقويم الكتاب :

الصح والخطأ : ( 19 ) ، ( 22 ) ، ( 23 ) .

أكمل : ( 5 ) ، ( 9 ) ، ( 11 ) ، ( 14 ) ، ( 17 ) ، ( 18 ) .

الاختياري : ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 8 ) ، ( 14 ) ، ( 15 ) .

المسائل : ( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) .

* الأمثلة :

( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 10 ) ، ( 13 ) ، ( 14 ) ، ( 19 ) ، ( 20 ) ، ( 21 ) .

الوحدة الثانية ( التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي )

* المصطلحات العلمية : ( 14 )

1- التدفق المغناطيسي :

العدد الكلي لخطوط المجال المغناطيسي التي تجتاز عمودياً منطقة ما .

2- شدة المجال المغناطيسي عند نقطة ( كثافة التدفق المغناطيسي ) :

عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تجتاز عمودياً وحدة المساحات من السطح المعرض للمجال عند تلك النقطة .

3- قاعدة اليد اليمنى ( 2 )( R.H.R ) :

إذا قبض على السلك باليد اليمنى بحيث يشير الإبهام إلى الاتجاه الاصطلاحي للتيار الكهربائي المستمر فإن بقية الأصابع الملتفة حول السلك تشير إلى اتجاه المجال المغناطيسي الناشئ .

4- نقطة التعادل المغناطيسي :

نقطة تنعدم عندها شدة المجال المغناطيسي لوجود مجالين متساوين في المقدار ومتضادين في الاتجاه وخط عملهما على استقامة واحدة .

5- قاعدة حركة عقارب الساعة :

بالنظر إلى وجه الملف فإذا كان اتجاه مرور التيار الاصطلاحي فيه مع اتجاه حركة عقارب الساعة كان هذا الوجه قطباً جنوبياً ، وإذا كان اتجاه مرور التيار الاصطلاحي فيه عكس اتجاه حركة عقارب الساعة كان هذا الوجه قطباً شمالياً .

6- قاعدة اليد اليمنى ( 1 )( R.H.R ) :

إذا جعلت الأصابع الأربع لليد اليمنى في اتجاه المجال المغناطيسي ( B ) والإبهام في الاتجاه الاصطلاحي للتيار المستمر المار في الموصل ، يكون اتجاه راحة اليد في اتجاه القوة المغناطيسية .

7- قوة لورنتز :

القوة المغناطيسية التي تؤثر على جسيم مشحون يتحرك داخل مجال مغناطيسي منتظم .

8- مطياف الكتلة :

جهاز يستخدم في تعيين كتل العناصر المختلفة وبالذات كتل نظائر العنصر الواحد .

10- المجال المغناطيسي لمغناطيس :

المنطقة المحيطة بالمغناطيس من كل الجهات ويظهر فيها تأثير القوة المغناطيسية .

12- شدة مجال مغناطيسي = T (0.5 ) :

العدد الكلي لخطوط المجال المغناطيسي التي تجتاز عمودياً وحدة المساحات تساوي 0.5 Wb ( وبر ) .

13- القانون الثالث لنيوتن في الحركة :

لكل فعل رد فعل مساوي له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه .

14- مبدأ المحرك الكهربائي :

إذا مر تيار كهربائي مستمر في موصل عمودي على مجال مغناطيسي على مجال مغناطيسي وكان الموصل حر الحركة ، فإنه يتحرك بتأثير قوة مغناطيسية يكون اتجاهها عمودياً على كل من التيار واتجاه المجال ، وهذه القوة تكسب الأجهزة الكهربائية طاقتها الحركية .

* التعليلات  : ( 15 )

1- تنحرف الإبرة المغناطيسية عند مرور تيار كهربائي مستمر في سلك مستقيم بالقرب منها .

لأن التيار المستمر المار في السلك له المقدرة على توليد مجال مغناطيسي يؤثر على إبرة البوصلة بقوة مغناطيسية تسبب انحراف الإبرة .

2- لا تنحرف الإبرة المغناطيسية عندما يمر تيار مستمر في سلك مستقيم عمودي على محورها .

لأن السلك يكون عموديا على الإبرة و ينشأ مجالا مغناطيسيا عموديا على السلك أي موازيا للإبرة فلا تتأثر الإبرة بهذا المجال .

3- وجود مجالان مغناطيسي وكهربائي متعامدين في الغرفة الأولى لمطياف الكتلة .

حتى يؤثران عل الجسيم المشحون بقوتين متساويتين في المقدار و متعاكستين في الاتجاه ( مغناطيسية كهربائية ) ومحصلتهما = صفرا فيتحرك بسرعة ثابتة المقدار والاتجاه  ويمكن التحكم بها ليدخل الغرفة الثانية .

4- وجود مجال مغناطيسي في الغرفة الثانية لمطياف الكتلة وعدم وجود مجال كهربائي .

 لأنه يؤثر على الأيونات بقوة مركزية عمودية على متجه السرعة فيجبرها على أن تسلك مسار دائري حتى تصطدم باللوح الفوتوغرافي الحساس .

5– يتحرك الأيون في مسار دائري عندما يدخل عمودياً في مجال مغناطيسي .

 بسبب تأثره بقوة لورنتز المركزية والعمودية على متجه السرعة فتجبر الأيون على السير في مسار دائري .

6– التدفق المغناطيسي كمية عددية .

لأنه عبارة عن حاصل الضرب العددي ( الداخلي ) لمتجهي شدة المجال في متجه المساحة .

7– تقل شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن -مرور تيار مستمر في السلك- كلما ابتعدنا عن السلك .

لأن شدة المجال المغناطيسي تتناسب عكسياً مع بعد النقطة عن السلك .

8– سلكان يمر بهما تيار كهربائي ولا يوجد بينها أو خارجهما نقطة تعادل .

بسبب تساوي شدة التيار في السلكين ، والسلكين متعاكسين في الاتجاه .

9– تزداد شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن الملف الدائري أو اللولبي عند وضع قطعة حديد بداخله .

لأن معامل النفاذية المغناطيسية للحديد أكبر من معامل النفاذية المغناطيسية للهواء فتزداد شدة المجال .

10– سلك يمر به تيار كهربائي ويوضع في مجال مغناطيسي ولا يتحرك .

لأن السلك موضوع باتجال موازي لاتجاه خطوط المجال فتكون الزاوية بين شدة التيار وشدة المجال مساوية صفر ، وحيث أن sin 0 = 0 فإن القوة تنعدم فلا يتحرك السلك .

11- يتحرك الجسيم المشحون داخل المجال المغناطيسي في مسار دائري .

لأنه يتأثر بقوة مركزية منتظمة ( ثابتة المقدار والاتجاه ) ، اتجاهها دائماً عمودي على اتجاه السرعة فيجبر الجسم على الحركة في مسار دائري .

12- عند تقريب إبرتين مغناطيسيتين وكانت كل منهما حرة الحركة فإن القطبين المغناطيسيين المتشابهان يتنافران والقطبين المختلفين يتجاذبان .

لأن كل قطب له مجال مغناطيسي يحيط  به ، ومن تأثير مجالات الأقطاب على بعضها البعض تتولد قوى مغناطيسية متبادلة بين هذه الأقطاب تؤدي إلى تنافر الأقطاب إذا كانت متشابهة أو تجاذبها إذا كانت مختلفة .

13- قوة لورنتز قوة ثابتة المقدار والاتجاه .

هي قوة ثابتة الاتجاه لأنها قوة قوة مركزية عمودية على متجه السرعة فيكون اتجاهها دائما نحو مركز المسار ، وثابتة المقدار لأنها عبارة عن حاصر ضرب v.q.B حيث B , q ثوابت والجسم يتحرك بسرعة ثابتة .

14– الأيونات في الحجرة الأولى تتأثر بالقوة كهربائية نفسها .

بسبب تساويها في الشحنة وخضوعها للمجال الكهربائي المنتظم نفسه ، حيث F = E.q .

15– الأيونات في الحجرة الأولى تتأثر بقوة مغناطيسية مختلفة .

بسبب اختلاف سرعتها ، حيث F = v.q.B .

16– وجود نظائر لذرات العنصر الواحد .

بسبب الاختلاف في عدد النيترونات داخل العنصر الواحد .

* العوامل  : ( 3 )

( 1 ) خواص نقطة التعادل :

1- تكون بين السلكين إذا كان التياران في اتجاه واحد .

2- تكون خارج السلكين إذا كان التياران في اتجاهين متضادين .

2- تكون قريبة من السلك الذي يمر به التيار الأصغر في الشدة .

( 2 ) العوامل التي تتوقف عليها القوة المغناطيسية :

1- طول السلك ( L ) .

2- شدة التيار ( I ) .

3- شدة المجال المغناطيسي ( B ) .

( 3 ) خواص المغناطيس :

1- يجذب الأجسام الغناطيسية فقط ( الحديد ، النيكل ، الكوبلت ) .

2- المغناطيس حر الحركة يشير قطبه الشمالي نحو الشمال الجغرافي وقطبه الجنوبي نحو الجنوب .

2- الأقطاب المغناطيسية المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب .

* الملاحظات  :

( 1 ) في قانون التدفق تكون الزاوية عبارة عن ( الزاوية بين العمودي على السطح وبين اتجاه المجال أو هي زاوية سقوط المجال على لسطح ) ، لكن ( زاوية ميل السطح عالمجال أو بين السطح والمجال ) 90-.

( 2 ) تجربة أورستيد هي التجربة التي يمر التيار في السلك فينشئ مجال مغناطيسي يؤثر على البوصلة .

( 3 ) شكل المجال المغناطيسي يتوقف على شكل الموصل ( مستقيم – دائري – لولبي ) بينما يتوقف اتجاهه على اتجاه مرور التيار في السلك .

( 4 ) اتجاه التيار الاصطلاحي يكون دائما من القطب الموجب إلى القطب السالب وهو عكس اتجاه التيار الإلكتروني .

( 5 ) يسمى قانون المجال الناشئ عن مرور تيار في سلك مستقيم بقانون ( بيوو سافار ) .

( 6 ) شدة المجال المغناطيسي داخل الملف اللولبي تزيد زيادة كبيرة عند وضع نواة من الحديد داخله بدلاً من الهواء .

( 7 ) عند تقريب إبرتين مغناطيسيتين وكانت كل منهما حرة الحركة فإننا سنلاحظ أن القطبين المغناطيسيين المتشابهان يتنافران والقطبين المختلفين يتجاذبان .

( 8 ) إذا كان التيارين المارين في سلكين متجاورين في اتجاه واحد فإن السلكين يتجاذبان ، أما إذا كان التيارين في اتجاهين مختلفين فإنهما يتنافران .

( 9 ) المقدار الثابت للقوة المغناطيسية يساوي ( 1 ) ، F = L.I.B ، والزاوية بين L و B.

( 10 ) التيار الكهربائي ينتج عن حركة الجسيمات المشحونة في المجال الكهربائي أي أن التيار يكافئ شحنة متحركة ، التعبي الكمي للتكافؤ بين الشحنة المتحركة والتيار الكهربائي :   I.L = v.q.

( 11 ) تكون قوة لورنتز أكبر ما يمكن إذا تحرك الجسيم باتجاه عمودي على اتجاه المجال المغناطيسي .

( 12 ) يتحدد اتجاه القوة بقاعدة اليد اليمنى ( 1 ) ، لكن إذا كان الجسيم سالب الشحنة نحدد اتجاه القوة ثم نعكس الاتجاه .

( 13 ) تتجه خطوط المجال المغناطيسي لمغناطيس من القطب ( الجنوبي ) إلى القطب الشمالي داخل المغناطيس ، والعكس خارج المغناطيس .

( 14 ) تقارب خطوط المجال المغناطيسي من بعضها البعض يدل على ( زيادة شدة المجال ) .

( 13 ) الزمن الدوري لا يتوقف إلا على : شدة المجال والشحنة النوعية ( عكسياً مع كل منهما ) .

* أسئلة تقويم الكتاب :

أكمل : ( 8 ) ، ( 11 ) ، ( 16 ) ، ( 21 ) ، ( 22 ) ، ( 23 ) .

الاختياري : ( 6 ) ، ( 10 ) ، ( 13 ) ، ( 20 ) ، ( 21 ) ، ( 22 ) ، ( 24 ) .

المسائل : ( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) ، ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 8 ) ، ( 10 )  .

* الأمثلة :

( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) ، ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 8 ) .

* الاستنتاجات :

 

I = q/t  ,   t = L/v   , I = q.b/L

  I.L = q.v

F = B.q.v sin   , F = B.I.L  sin

* الأنشطة :

الأدوات :

سلك نحاسي – خطاف معدني – مغناطيس على شكل U – إناء صغير به زئبق - دائرة كهربائية .

الخطوات :

1- نعلق سلك نحاسي في خطاب معدني بحيث يكون حر الحركة ، ونضع نهايته في إنا صغير به زئبق .

2- نجعل السلك الرأسي يمر بين قطبي مغناطيس على شكل حرف U موضوع في مستوى أفقي ، بحيث يكون اتجاه المجال المغناطيسي الناتج عمودي على السلك .

3- نغلق الدائرة الكهربائية ليمر التيار الكهربائي .

الملاحظة // يتحرك السلك باتجاه عمودي على اتجاه المجال والتيار .

4- نعكس اتجاه التيار أو اتجاه المجال .

الملاحظة // ينعكس اتجاه السلك .

الاستنتاج //

إذا مر تيار كهربائي مستمر في موصل عمودي على مجال مغناطيسي على مجال مغناطيسي وكان الموصل حر الحركة ، فإنه يتحرك بتأثير قوة مغناطيسية يكون اتجاهها عمودياً على كل من التيار واتجاه المجال ، وهذه القوة تكسب الأجهزة الكهربائية طاقتها الحركية .( مبدأ المحرك الكهربائي )

الوحدة الثالثة ( التأثير الكهرومغناطيسي )

* المصطلحات العلمية ( 13 ) :

1- قاعدة فلمنج :

القاعدة الوحيدة لتحديد اتجاه التيار التأثيري وتنص على أنه "  إذا جعلت أصابع اليد اليمنى - السبابة والإبهام والوسطى -  بحيث تشير السبابة إلى اتجاه المجال المغناطيسي ، ويشير الإبهام إلى اتجاه الحركة فإن اتجاه التيار التأثيري يكون في اتجاه الوسطى .

2- قانون فاراداي :

القوة المحركة التأثيري المتولدة في الموصل تتناسب طردياً مع معدل التغير في التدفق المغناطيسي المؤثر على الموصل .

3- الصيغة الرياضية لقانون فاراداي :

عند تعرض موصل كهربائي لتدفق مغناطيسي متغير تتولد قوة محركة تأثيرية تساوي مقدار معدل التغير في التدفق المغناطيسي بالنسبة للزمن .

4- قاعدة لنز :

يكون التدفق المغناطيسي بحيث يضاد التغير في التدفق المغناطيسي الذي يولده .

5- ظاهرة الحث الذاتي :

عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يجتاز ملفاً ، نتيجة تغير التيار المار فيه ، ينشأ في الملف قوة محركة تأثيرية تؤثر في شدة التيار المار فيه .

6- معامل الحث الذاتي للملف :

مقدار القوة المحركة التأثيرية المتولدة في الملف نتيجة تغير شدة التيار المار فيه بمعدل أمبير لكل ثانية .

أو النسبة بين القوة المحركة التأثيرية المتولدة في الملف نفسه ومعدل التغير في شدة التيار المار فيه .

7- الهنري ( وحدة الهنري ) :

معامل الحث الذاتي لملف يتولد فيه قوة محركة تأثيرية مقدارها واحد فولت عند تغير شدة التيار المار به بمعدل واحد أمبير لكل ثانية .

8- معامل الحث المتبادل بين ملفين متجاورين :

النسبة بين القوة المحركة التأثيرية المتولدة في أحد الملفين ، ومعدل التغير في شدة التيار المار في الملف الآخر .

*****************************************************************************************

9- معامل التأثير الذاتي :

مقدار القوة المحركة التأثيرية المتولدة في الملف نفسه نتيجة تغير شدة التيار المار فيه بمعدل أمبير واحد لكل ثانية .

10- معامل التأثير المتبادل :

مقدار القوة المحركة الكهربائية التأثيرية المتولدة في دائرة نتيجة تغير شدة التيار في الدائرة الأخرى بمعدل أمبير واحد لكل ثانية .

11- عملية التأثير الذاتي :

عملية تولد قوة محركة تأثيرية في الملف نفسه نتيجة تغير شدة التيار المار فيه .

12- عملية التأثير الذاتي :

عملية تولد قوة محركة تأثيرية في دائرة نتيجة تغير شدة التيار في دائرة أخرى مجاورة .

13- عملية التأثير الذاتي :

فرق الجهد المتولد بين طرفي موصل مستقيم يتحرك بسرعة ثابتة باتجاه عمودي على اتجاه مجال مغناطيسي منتظم .

* التعليلات  : ( 10 )

1-    عند ثبات شدة التيار المار في دائرة تحتوي على ملف حثي  (L≠0) تنعدم القوة التأثيرية المتولدة فيه .

وذلك لعدم وجود تغير في عدد الخطوط الفيض المقطوعة أي (=صفر ) فتنعدم القوة المحركة التأثيرية المتولدة فيه بالحث الذاتي .

2-    تظهر شرارة كهربائية بين طرفي المفتاح عند فتح الدائرة التي تحتوي على ملف حثي له عدد كبير من اللفات .

لتولد قوة محركة تأثيرية عد قطع التيار وانهيار المجال المغناطيسي فيتم تفريغ الطاقة المغناطيسية داخل الملف بسرعة كبيرة مما يؤدي إلى ظهور شرارة عند نقطة التلامس فيه .

أو بسبب تولد قوة محركة تأثيرية طردية تولد تيار تأثيري في نفس اتجاه التيار الأصلي يعمل على منع اضمحلال التيار فتظهر على شكل شرارة .

3-    يختزن الملف التأثيري طاقة مغناطيسية عندما يغلق مفتاح الدائرة الكهربائية.

يبذل المنبع شغلا للتغلب على المقاومة الناشئة عن القوة المحركة التأثيرية العكسية المتولدة في الملف نتيجة نمو التيار ويختزن على صورة طاقة مغناطيسية .

4-    تعتبر قاعدة لنز تحقيقا عمليا لمبدأ حفظ الطاقة .

قاعدة لنز تحدد القطب المتكون نتيجة الحث المغناطيسي أي لا يحدث زيادة الطاقة الداخلية للمجموعة دون بذل شغل خارجي مما يؤكد ويطبق قانون بقاء الطاقة .

أو  لو فرضنا أنه عند تقريب قطب شمالي في مغناطيس من ملف وتكون في الملف قطب جنوبي تأثيري فإن ذلك يؤدي إلى انجذاب المغناطيس وتسارعه و زيادة عدد خطوط المجال (التدفق ) واختزان طاقة دون بذل شغل وهذا منافي لقانون بقاء الطاقة .

5-    عند بدء إمرار تيار كهربائي مستمر في ملف حثي فإنه يستغرق وقتا أطول ليصل للقيمة العظمى الثابتة له .

وذلك لتولد قوة محركة تأثيرية طردية نتيجة اضمحلال التيار المار في الدائرة ويقل المجال المغناطيسي سريعا وتتحول الطاقة المغناطيسية إلى طاقة كهربية تقاوم الأصلية فيتأخر تناقص التيار.

6-    قد يتحرك موصل مستقيم يتصل مع دائرة مغلقة في مجال مغناطيسي  ولا يمر فيه تيارا تأثيريا .

بسبب القوة المغناطيسية المؤثرة على الموصل التي تؤدي إلى حركة الموصل.

7-    توضع إشارة سالبة في قانون فاراداي .

لأن اتجاه القوة المحركة التأثيرية (التيار التأثيري) عكس اتجاه المجال المسبب له .

8-    عندما يدور سلك مستقيم بسرعة ثابتة حول نقطة في منتصفه في مجال مغناطيسي لا يتولد بين طرفيه قوة محركة تأثيرية .

بسبب تولد قوتين محركتين تأثيريتين متساويتين في المقدار ومتعاكستين في الاتجاه

أو بسبب e =0>> >>

9-    يراعى عند عمل ملفات المقاومة المعيارية أن يكون السلك مزدوجا.

حتى يكون اتجه التيار المار في أحد الفرعين عكس اتجاه التيار المار في الفرع الآخر وبذلك ينعدم الحث الذاتي للملف فلا يكون له تأثير على التيار الأصلي ، أي تكون المقاومة عديمة الحث .

10-                      عند وصول شدة التيار في دائرة الحث الذاتي إلى قيمته العظمى الثابتة تنعدم القوة المحركة التأثيرية .

في هذه الحالة يكون التغير في التدفق = صفر وبالتالي تنعدم القوة المحركة التأثيرية .

* العوامل  : ( 3 )

( 1 ) العوامل التي يتوقف عليها اتجاه التيار التأثيري :

1- اتجاه المجال المغناطيسي .

2- اتجاه حركة الملف .

( 2 ) العوامل التي تتوقف عليها القوة المتحركة التأثيرية المتولدة في ملف :

1- عدد اللفات .

2- المعدل الزمني للتغير في التدفق .

( 3 ) العوامل التي تتوقف عليها القوة المتحركة التأثيرية المتولدة في سلك مستقيم :

1- شدة المجال المغناطيسي .

2- طول السلك .

3- سرعة حركة السلك .

( 4 ) العوامل التي يتوقف عليها معامل الحث الذاتي لملف :

1- نوع الوسط .

2- عدد اللفات .

3- حجم الملف ( الشكل الهندسي ( الطول ولمساحة )) .

* الملاحظات  :

( 1 ) قانون فاراداي خاضع لقوة لنز لذلك تبدو الإشارة السالبة في القانون .

( 2 ) القوة المحركة التأثيرية تتناسب طردياً مع السرعة سواء كانت متناقصة أو متزايدة أو ثابتة .

( 3 ) التيار المتردد يولد قوة محركة مترددة جيبية أما الثابت فلا يولد قوة محركة .

( 4 ) إذا كان التدفق طردي مع الزمن فإن القوة المحركة التأثيرية تكون بإشارة سالبة والعكس صحيح .

( 5 ) انظر جدول المقارنة الرهيب .

( 6 ) ينعدم الحث الذاتي في السلك المستقيم والملف الذي تلف أسلاكه لف لولبي مزدوج حيث يكون التيار في اتجاهين متعاكسين فيلاشي كل من التيارين الآخر لينعدم معامل الحث الذاتي .

( 7 ) عند لف طبقة فوق الطبقة الأولى من نفس عدد اللفات فإن L تزداد أربعة أمثال لكن عند لفهم بجوار بعض فإن L تزداد للمثلين بسبب زيادة طول الملف وهو عكسي مع L .

( 8 ) في معامل الحث المتبادل لتطبيق قانون الجذر التربيعي يجب أن يلف السلكين على نواة واحدة .

******************************************************************

* أسئلة تقويم الكتاب :

الصح والخطأ : ( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) ، ( 10 ) ، ( 11 ) .

أكمل : ( 8 ) ، ( 9 ) ، ( 12 ) .

الإختياري : كامل .

المسائل : ( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 3 ) ، ( 4 ) .

* الأمثلة :

( 1 ) ، ( 2 ) .

الوحدة الرابعة ( التيار المتردد الجيبي )

* المصطلحات العلمية ( 11 ) :

1- مولد التيار المتردد :

جهاز يقوم بتحويل الطاقة الحركية ( الميكانيكية ) إلى طاقة كهربائية في وجود المجال المغناطيسي .

2- القوة المحركة الكهربائية المترددة الجيبية :

القوة المحركة التأثيرية المتولدة في ملف يدور بسرعة زاوية منتظمة في مجال مغناطيسي منتظم تتغير تغيراً لحظياً كدالة جيبية لزاوية الدوران .

3- التيار المتردد الجيبي :

التيار الذي تتغبر شدته لحظياً كدالة جيبية لزاوية الدوران ويتغير اتجاهه كل نصف دورة .

4- القيمة اللحظية للتيار :

قيمة التيار التي تتغير لحظياً ( بتغير زاوية سقوط المجال على سطح ملف المولد ) .

5- القيمة العظمى للتيار :

أقصى قيمة لشدة التيار خلال دورة كاملة وهذه القيمة ( ثابتة ) في المولد الواحد .

6- الشدة الفعالة للتيار المتردد :

شدة التيار المستمر ( الثابت الشدة ) والذي يولد كمية من الحرارة بنفس المعدل الذي ينتجه التيار المتردد في نفس المقومة .

7- المقاومة الصرفة ( الأومية ) :

المقاومة التي تحول الطاقة الكهربائية بأكملها إلى طاقة حرارية فقط ، وليس لها تأثير ذاتي L=0 .

8- الملف الحثي ( التأثيري ) النقي :

الملف الذي له تأثير ملحوظ ( L معامل الحث الذاتي له كبير ) ، ومقاومته الأومية كبيرة .

9- الممانعة الحثية للملف :

الممانعة التي يبديها الملف لمرور التيار المتردد خلاله .

10- الممانعة السعوية للمكثف :

الممانعة التي يبديها المكثف لمرور التيار المتردد خلاله .

11- فرق الطور الكلي :

الزاوية بين الجهد الكلي وشدة التيار أو الزاوية بين المقاومة الكلية والمقاومة الصرفة .

* التعليلات  : ( 11 )

1- المكثف لا يمرر التيار المستمر ( بعد تمام شحنه ) بينما يمرر التيار المتردد .

في التيار المستمر تتكاثف الشحنات على لوحي المكثف وبسبب وجود المادة العازلة لا يمر التيار كما أن التيار يساوي صفر وعلية تكون مقاومة المكثف لانهائية فيجعل الدائرة مفتوحة ، أما في التيار المتردد تتعاقب عملتي الشحن والتفريغ خلال الدورة الواحدة فيمر التيار على الرغم من وجود المادة العازلة .

2- تنعدم الممانعة الحثية للملف في دوائر التيار المستمر .

لأن التردد للتيار المستمر يساوي صفر وعليه فإن تكون الممانعة الحثية مساوية صفر .

3- الجهد بين طرفي مقاومة صرفة وشدة التيار المار فيها متفقان في الطور .

لأن قراءة الأميتر والفولتميتر تتحركان بنفس الكيفية حيث يبلغ التيار قيمته العظمى عندما يبلغ الجهد قيمته العظمى وذلك في الدائرة المحتوية على مقاومة صرفة .

4- تستطيع دائرة الرنين أن تميز بين ترددات الموجات المستقبلة .

5- تستخدم دائرة الرنين في الكشف عن الموجات الكهرومغناطيسية .

                

6- يستخدم الملف الحثي في فصل التيارات العالية التردد والمنخفضة .

 لأنه بسبب التناسب الطردي بين الممانعة الحثية والتردد ، فإن الملف الحثي يسمح بمرور التيار منخفض التردد حيث يبدي أمامه ممانعة صغيرة ، بينما لا يسمح بمرور التيار عالي التردد .                  

9- علل يفضل استخدام التيار المتردد في الحياة العملية عن التيار الثابت .

لما يتميز به من : - سهولة الحصول على فرق الجهد المطلوب باستخدام المحولات .

                        - سهولة نقله بكفاءة عالية باستخدام المحولات .

                        - سهولة تحويله إلى تيار مستمر بواسطة القالبات الكهربائية والمقومات .

10- تصنع المقاومة الأومية من أسلاك التنجستين أو النيكروم ملفوفة لفاً مزدوجاً .

لأن هذه المواد لها مقاومة نوعية كبيرة ويتم لفها لفاً مزدوجاً ليكون معامل الحث الذاتي لها صفر .

11- لا يوجد ملف حثي نقي تماماً ( 100%) ، لكن يمكن صنع ملف حثي مقاومته الأومية معدومة .

لأن أسلاك صنع أي ملف لها مقاومة أومية ، لكن يمكن صنع ملف سميك من مادة مقاومتها النوعية صغيرة جداً كالنحاس .

* العوامل  : ( 5 )

( 1 ) العوامل التي تتوقف عليها القوة المحركة المترددة الجيبية :

1- عدد اللفات .

2- شدة المجال المغناطيسي .

3- السرعة الزاوية التي يتحرك بها الملف .

4- مساحو وجه الملف .

( 2 ) العوامل التي تتوقف عليها القيمة العظمى للتيار :

1- عدد اللفات .

2- شدة المجال المغناطيسي .

3- السرعة الزاوية التي يتحرك بها الملف .

4- مساحة وجه الملف .

( 3 ) العوامل التي تتوقف عليها المقاومة الصرفة لسلك :

1- المقاومة النوعية لمادة السلك .

2- مساحة مقطعه .

3- طول السلك .

( 4 ) العوامل التي تتوقف الممانعة الحثية لملف :

1- تردد التيار .

2- معامل الحث الذاتي .

( 5 ) العوامل التي يتوقف الممانعة السعوية لمكثف :

1- تردد التيار .

2- سعة المكثف الكهربائي .

* الملاحظات  :

( 1 ) التيار المستمر لابد أن يكون ثابت الاتجاه أما الشدة قد تتغير وقد لا تتغير .

( 2 ) القيمة الفعالة للتيار تتناسب طردياً مع القيمة العظمى ، وعند مرور التيار الفعال في مقاومة فإنه يولد كمية من الحرارة تساوي نفس كمية الحرارة التي يولدها التيار الأعظم عند مروره خلال نفس الزمن.

( 3 ) التيار المتردد يولد قوة محركة مترددة جيبية أما الثابت فلا يولد قوة محركة .

( 4 ) في الملف الحثي عند مرور التيار المتردد تتحول الطاقة الكهربائية إلى مغناطيسي تختزن في المجال المغناطيسي ولا يصرف أي منه على شكل حرارة .

( 5 ) عند سحب القلب الحديدي من ملف يقل معامل الحث الذاتي فتقل الممانعة الحثية ويزداد التيار .

( 6 ) في المكثف إذا زاد البعد بين اللوحين تقل السعة فتزداد الممانعة السعوية ويقل التيار .

( 7 ) في حالة الرنين :

1- XL=Xc  ,      Z=R   .

2- المقاومة أقل ما يمكن والتيار أكبر ما يمكن .

3- فرق الجهد وشدة التيار متفقان في الطور .

* أسئلة تقويم الكتاب :

الصح والخطأ : ( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 5 ) ، ( 6 ) ، ( 7 ) ، ( 8 ) ، ( 11 ) ، ( 15 ) .

أكمل : ( 6 ) .

المسائل : ( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 3 ) ، ( 4 ) .

* الأمثلة :

( 1 ) ، ( 2 ) ، ( 3 ) ، ( 4 ) ، ( 5 ) ، ( 6 ) .

مع تمنياتي لكم بالتوفيق والنجاح
Twitter:@ThugAzooz
BB:26E428B4