ملخص درس القوة الكهربائية – الكهرباء الساكنة

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

ملخص درس القوة الكهربائية – الكهرباء الساكنة

نبدأ على بركة الله ..

   -       مقارنة بين القوة الكهربائية وقوة الجاذبية الأرضية :

  + القوى الكهربائية كبيرة تنتج تسارعا أكبر من الذي تنتجه قوة الجاذبية الأرضية .

  + القوى الكهربائية نوعان قوى تجاذب وقوى تنافر ، أما قوة الجاذبية الأرضية فقوة تجاذب فقط .

   -       تأثير القوة الكهربائية :

  + الشحنات الكهربائية تؤثر بعضها في بعض بقوى عن بعد .

  + القوة الكهربائية تزداد كلما تقاربت الشحنات بعضها من بعض .

  + الشحنات المتشابهة تتنافر ، والشحنات المختلفة تتجاذب .

   -       سلوك القضبان المشحونة :

  + عند تقريب قضيب سالب من آخر موجب معلقا تعليقا حرا تنشأ قوة تجاذب تؤدي إلى دوران القصيب المعلق الموجب مقتربا من القضيب السالب .

  + عند تقريب قضيب سالب من أخر سالب معلقا تعليقا حرا تنشأ قوة تنافر تؤدي إلى دوران القضيب المعلق السالب مبتعدا عن القضيب السالب .

  + عند تقريب قضيب موجب من أخر موجب معلقا تعليقا حرا تنشأ قوة تنافر تؤدي إلى دوران القضيب المعلق الموجب مبتعدا عن القضيب الموجب . 

  

   -       سبب عملية فصل الشحنات على الأجسام المتعادلة :

قوة التجاذب والتنافر بين الشحنات في جسم مشحون مجاور لجسم متعادل .

  

   -       طريقة عملية فصل الشحنات على الاجسام المتعادلة :

  + نقرب جسما مشحونا من الجسم المتعادل دون أن يلامسه .

  + في الجسم المتعادل تنجذب الشحنات المخالفة نحو الجسم المشحون وتتنافر الشحنات المشابهة معه .

  + الشحنات المخالفة تصبح في الطرف القريب من الجسم المشحون في حين تصبح الشحنات المتشابهة في الطرف البعيد .

   -       مثال على فصل الشحنات " حدوث البرق " :

  + الشحنات السالبة أسفل الغيوم الرعدية تؤدي إلى فصل الشحنات على سطح الأرض فتنجذب الشحنات الموجبة على الأرض نحو سطح الأرض أسفل الغيمة .

  + القوى الكهربائية المتبادلة بين الشحنات أسفل الغيمة والشحنات على سطح الأرض قادرة على كسر جزيئات الهواء إلى جسيمات موجبة الشحنة وجسيمات سالبة الشحنة .

  + الجسيمات المشحونة حرة الحركة تنشئ مسارا موصلا من الأرض إلى الغيوم يؤدي إلى تفريغ شحنات الغيمة فيحدث البرق .

   -       أثار فصل الشحنات :

  + انجذاب قصاصات الورق المتعادلة إلى المسطرة البلاستيكي المشحونة .

  + انجذاب جسيمات الغبار المتعادلة إلى القرص المدمج عند مسحه بقطعة قماش نظيفة .

   -       تركيب الكاشف الكهربائي :

  + قرص فلزي مثبت على ساق فلزية

  + عازل يفصل الساق عن الوعاء .

  + ورقتان ملتصقتان بالساق الفزية .

  + وعاء زجاجي شفاف مغلق .

   -       يستخدم الكاشف الكهربائي في :

  + الكشف عن الشحنات الكهربائية .

  + تحديد نوع شحنة الجسم .

   -       علل : الورقتان الفلزيتان في الكاشف الكهربائي معلقتان داخل وعاء زجاجي مغلق .

للحد من تاثير الهواء على الورقتين .

   -       سلوك ورقتا الكاشف الكهربائي

  + كاشف متعادل : ورقتا الكاشف متلامستان

  + كاشف سالب أو موجب : ورقتا الكاشف منفرجتان .

   -       يتم تحديد نوع شحنة كشاف كهربائي من خلال تقريب جسم مشحون من قرص الكاشف المشحون ونلاحظ انفراج ورقتيه ..

  + إذا زاد انفراج ورقتي الكاشف فإن شحنة الكاشف مشابهة لشحنة القضيب .

  + إذا نقص انفراج ورقتي الكاشف فإن شحنة الكاشف مخالفة لشحنة القضيب .

   -       شحن الأجسام :

  + الشحن بالتوصيل " اللمس " : شحن الجسم المتعادل بملامسته جسما آخر مشحونا .

·      شحن كاشف كهربائي بطريقة التوصيل :

شحن الكاشف بشحنة سالبة	شحن الكاشف بشحنة موجبة
تلامس قرص الكاشف الكهربائي بقضيب مطاط سالب فتنتقل الإلكترونات من القضيب إلى القرص ثم إلى الورقتين فتنفرجان بسبب قوة التنافر بين الإلكترونات عليهما .	نلامس قرص الكاشف الكهربائي بقضيب زجاجي موجب فتنجذب الغلكترونات من الورقتين إلى القرص ثم إلى القضيب فتنفرج الورقتان بسبب قوة التنافر بين الشحنات الموجبة عليهما .
نبعد القضيب فنحصل على كاشف سالب الشحنة .	نبعد القضيب فنحصل على كاشف موجب الشحنة .

           + الشحن بالحث : عملية شحن جسم متعادل دون ملامسته ، و يتم ذلك بتقريب جسم مشحون إليه .

                التأريض : توصيل الجسم بالأرض للتخلص من الشحنات الفائضة .

·      شحن كرتين فلزيتين متماثلتين مختلفتين ومتساويتين :

+ نضع كل كرة على حامل عازل قم نجعلها متلامستين .

+ نقرب قضيبا سالبا إلى إحدى الكرتين فتتنافر الإلكترونات مع الشحنات السالبة على القضيب وتصبح الكرة الثانية سالبة والكرة الأولى موجبة .

+ نبعد الكرتين عن بعضهما والقضيب قريب منهما ، ثم نبعد القضيب فتكون الكرتان مشحونتين بشحنتين متساويتين مقدارا ومختلفتين نوعا ( أي إحدى الكرتين تحمل شحنة سالبة والأخرى تحمل شحنة موجبة )

·      شحن كاشف كهربائي بشحنة موجبة :

+ نقرب قضيبا سالب من قرص الكاشف المتعادل دون أن يلامسه فتتنافر الإلكترونات من شحنات القضيب وتتحرك مبتعدة نحو الورقتين .

+ نؤرض الكاشف بملامسة قرصه باليد فتتفرغ الإلكترونات وتتعادل الورقتان .

+ نفصل التأريض قبل إبعاد القضيب المشحون ثم نبعد القضيب فيكون الكاشف الكهربائي موجب الشحنة .

   -       تجارب كولوم :

  + اعتماد القو الكهربائية على المسافة بين الشحنتين :

·      استعمل كولوم الجهازالمجاور حيث قاس بدقة مقدار القوة اللازمة للي "فتل " سلك التعليق بزاوية معينة .

·      شحن الكرتين A ، B بشحنتين متساويتين .

·      غير المسافة بين الكرتين إلى أن حركت القوة الكهربائية الكرة A مما أدى إلى لي " فتل " سلك التعليق .

·      بقياس انحراف الكرة A تمكن كولوم من حساب قوة التنافر بين الكرتين .

·      أثيت كولوم أن القوة الكهربائية تتناسب عكسيا مع مربع المسافة بين مركزي الكرتين . 

 

 

 

 

 

 

   + اعتماد القوة على مقدار الشحنة :

·      شحن كولوم الكرتين A ، B بشحنتين متساويتين كما في التجربة السابقة .

·      لامس الكرة B بكرة أخرى غير مشحونة ومماثلة لها في مساحة سطحها الخارجي فانقسمت الشحنة بالتساوي بينهما وأصبحت شحنة الكرة B نصف شحنة الكرة A .

·      ضبط موضع الكرة B بحيث تكون المسافة بين الكرتين A ، B نفس المسافة كما في التجربة السابقة .

·      لاحظ كولوم أن القوة بين الكرتين أصبحت نصف قيمتها في التجربة السابقة .

·      اثبت كولوم أن القوة الكهربائي تتناسب طرديا مع مقدار شحنتي الكرتين .

   -       الشحنة الأساسية : مقدار شحنة الإلكترون أو البروتون .

   -       الكولوم : الوحدة المعيارية للشحنة الكهربائية في النظام الدولي SI ، وتساوي شحنة 6.24 x 10 ¹⁸ إلكترون أو بروتون .

   -       إذا كانت الشحن موزعة بانتظام على سطح الكرة المشحونة أو على حجمها فيمكن التعامل معها وكأن كل شحنتها مجمعة في مركزها فقط .

   -       قاعدة تحديد اتجاه القوة :

  + الشحنات المتشابهة تتنافر

  + الشحنات المختلفة تتجاذب

   -       القوة المتبادلة بين شحنتين : القوة التي تؤثر بها الشحنة qB في الشحنة  qA " Aفي F B " تساوي في المقدار القو التس تؤثر بها الشحنة qA في الشحنة qB " Bفي F A" وتعاكسها في الاتجاه .

   -       تطبيقات القوى الكهروسكونية :

  + تجميع السناج من الالمداخن لتقليل تلوث الهواء .

  + شحن قطرات الطلاء الصغيرة بالحث واستعمالها لطلاء السيارات .

  + في آلات التصوير الفوتوغرافي لوضع الحبر على الورق بحيث يتم نسخ صورة طبق الأصل للوثيقة الأصلية .

  + لتجنب تراكم الشحنة الساكنة على الفيلم لانها تتلف الفيلم إذا جلبت غبارا .

  + لأزالة أي شحنة بطريقة آمنة لان المعدات الإلكترونية يمكن أن تتعطل عند تفرغ الشحنة الساكنة .

   -       ينص قانون كولوم على ان القوة الكهربائية بين شحنتين تتناسب طرديا مع مقدار كل من الشحنتين وعكسيا مع مربع المسافة بينهما .

   -       قانون كولوم :

    -       قانون كولوم يطبق فقط على الشحنات النقطية أو التوزيعات الكروية المنتظمة للشحنة .

    -       إذا كانت الأجسام المشحونة أسلاكا طويلة أو ألواحا مستوية وجب تعديل قانون كولوم ليناسب التوزيعات غير النقطية من الشحنات .

تم بحمد الله

نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "

بالتوفيق للجميع ...^_^