الخميس، 30 أكتوبر، 2008

مفاهيم فيزيائية

المائع: هو كل مادة لها خاصية الجريان أو الانتشار.
الضغط: هو القوة المؤثرة عموديا على وحدة المساحات (1 م2 ).
الضغط المطلق : هو الضغط الجوي مضافا اليه الضغط المقاس .
الضغط الجوي : هو ثقل عمود الهواء الرأسي المقام على وحدة المساحات .
مبدأ باسكال: إذا سلط ضغط اضافي على سائل محصور فان هذا الضغط سوف ينتقل إلى جميع نقاط السائل بالتساوي .
قاعدة ارخميدس : يتعرض الجسم المغمور في المائع لقوة تدفعه رأسيا لاعلى مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
المائع المثالي: هو مائع افتراضي يتميز بـ 1 /غير قابل للانضغاط 2/عديم اللزوجة
3/ غير دوامي 4/ جريانه منتظم .
نص معادلة الاستمرار : سرعة تدفق السائل عند أي نقطة في الأنبوبة تتناسب عكسيا مع مساحة مقطع الأنبوب عند تلك النقطة .
التصريف: هو الحجم المتدفق خلال وحدة الزمن (1ث) .
مبدأ برنولي : يقل ضغط المائع المثالي إذا زادت سرعته .
نص معادلة برنولي : مجموع الضغط وطاقة الحركة وطاقة الوضع لوحدة الحجوم تساوي مقدارا ثابتا .
مقياس فنتوري: هو تطبيق على مبدأ برنولي يستخدم في قياس سرعة التدفق للسائل عند مقطع الدخول.
اللزوجة: هي مقياس لمقدار قوة الاحتكاك الداخلي بين طبقات المائع مع بعضها أثناء الجريان بسبب قوى التماسك والتلاصق.
تعريف اخر : هي مقاومة السائل للجريان .
معامل اللزوجة: هو النسبة بين اجهاد القص وممال السرعة(منحدر السرعة).
اجهاد القص : هو النسبة بين القوة الافقية الموازية للسطح ومساحة السطح.
ممال السرعة: هو النسبة بين التغير في سرعة الطبقة العلوية إلى سمك المادة اللزجة .
قانون ستوكس: قوة مقاومة المائع لكرة تسقط سقوطا حرا فيه تتناسب طرديا مع معامل اللزوجة وقطر الكرة والسرعة الحدية.
السرعة الحدية: هي السرعة النهائية التي تثبت عندها سرعة الكرة .
الدنياميكا الحرارية: هو العلم الذي يدرس العلاقة بين الشغل والحرارة .
النظام الديناميكي الحراري: يتكون من كمية معينة (ثابتة) من المادة معزولة عن الوسط المحيط بها .
الاتزان الحراري : هي الحالة التي يتساوى عندها درجة حرارة عدة اجسام متلامسة بحيث ينعدم انتقال الحرارة بينها .
الاجراء الديناميكي الحراري : هو تغير في حالة النظام عند اضافة أو سحب حرارة (شغل).
المسار: هي الحالات التي يمر بها خواص النظام ( الضغط – الحجم - درجة الحرارة) .
الدورة الديناميكية الحرارية : هي عدة اجراءات بحيث تتطابق بداية ونهاية تلك الاجراءات .
النظام المغلق : هو النظام الذي لاتسمح حدوده بتبادل المادة مع الوسط المحيط بل تسمح بتبادل الحرارة (الشغل) فقط .
النظام المعزول : هو النظام الذي لاتسمح حدوده بتبادل المادة والحرارة مع الوسط المحيط .
النظام المفتوح: هو النظام الذي تسمح حدوده بتبادل المادة والحرارة مع الوسط المحيط به .
القانون الاول للديناميكا الحرارية: كمية الحرارة التي يكتسبها أو يفقدها النظام تساوي مجموع التغير في الطاقة الداخلية للنظام والشغل الذي يبذله النظام.
الاجراء العكوس: هو الاجراء الذي يمكن عكس اتجاه بعد حدوثه دون التسبب في أي تغير على النظام والوسط المحيط.
الالة الحرارية: هو جهاز يقوم بتحويل الطاقة الحرارية إلى شغل ميكانيكي نتيجة لامتصاص طاقة حرارية من المستودع الساخن(كح2) وطرده لجزء منها (كح1) إلى المستودع البارد وينتج شغل يعطى بالعلاقة: شغ=كح2- كح1.
الكفاءة (مردود الالة الحرارية) : هو النسبة بين الشغل الميكانيكي الخارجي إلى الطاقة الحرارية الممتصة من المستودع الساخن خلال دورة كاملة .
القانون الثاني للديناميكا الحرارية : يتم انتقال الحرارة تلقائيا من الجسم الساخن إلى الجسم البارد وليس العكس . وهناك عدة صيغ للقانون الثاني للديناميكيا الحرارية: 1 / صيغة كلاوزيوس.
2 / صيغة كلفن- بلانك .
قانون التوصيل الحراري: كمية الحرارة المنقولة عبر جامد تتناسب عكسيا مع طوله (سمكه ) وطرديا مع كل من مساحة المقطع والفرق في درجات الحرارة بين طرفيه وزمن انتقال الحرارة.
الممال الحراري : هو التغير في درجة الحرارة لكل متر من طوله عندما تنتقل الحرارة عموديا على مساحة مقطعه العرضي .
معدل انتقال الحرارة بالتوصيل : الطاقة الحرارية المنتقلة خلال سطح معين بالثانية الواحدة .
العزل الحراري : هو تقليل دخول الحرارة إلى المبنى صيفا ومنع خروجها منه شتاءا.
معامل انتقال الحرارة بالحمل (م ت ) ح: هو معدل انتقال الحرارة بالحمل عبر سطح مساحته 1م2 وعندما يكون الفرق في درجة الحرارة 1 م.
معامل الامتصاص (م ص ): هي النسبة بين الطاقة الإشعاعية التي يمتصها الجسم والطاقة الإشعاعية الساقطة عليه.
قانون فين : يتناسب طول موجة التردد (ل) الأكثر كثافة في طيف الإشعاع الصادر عن جسم ما عكسيا مع درجة حرارته المطلقة (ك) .
الكهربية الساكنة: هي الكهربية التي تنتج عن تراكم الشحنات الكهربائية على موصل دون سريانها.
التكهرب بالتدلك : هي عملية شحن جسم عن طريق دلكه بدالكه مناسبة .
التكهرب بالتأثير: هي عملية شحن جسم (غير مشحون) عن طريق تقريبه لجسم أخر مشحون دون تلامسها.
التكهرب باللمس: هي عملية شحن جسم (غير مشحون) عن طريق تلامسه بجسم مشحون فينتقل جزء من شحنة الجسم الثاني للأول.
المواد الموصلة: هي المواد التي تسمح بانتقال الالكترونات من خلالها.
المواد العازلة: هي المواد التي لا تسمح بانتقال الالكترونات من خلالها.
المواد شبه الموصلة : هي المواد التي ليست جيدة التوصيل للكهرباء وليست رديئة التوصيل .
قانون كولوم: القوة الكهربائية ( تجاذب – تنافر ) تتناسب طرديا مع حاصل ضرب مقدار الشحنتين وعكسيا مع مربع المسافة بينهما.
المجال الكهربائي: هو المنطقة المحيطة بالشحنة الكهربية وتظهر فيها اثر القوة الكهربية.
شدة المجال الكهربي عند نقطة: هي مقدار القوة الكهربية المؤثرة على شحنة موجبه مقدارها 1 كولوم (شحنة الاختبار) موضوعة عند تلك النقطة.
الجهد الكهربائي: هو الحالة الكهربية لموصل والتي تقرر اتجاه سريان الكهربية منه أو إليه إذا اتصل بموصل أخر.
الجهد الكهربي عند نقطة (جـ): يعرف بأنه مقدار الشغل المبذول لنقل شحنة مقدارها +1 كولوم من اللا نهاية إلى تلك النقطة.
وحدة قياس فرق الجهد(فولت) : هو فرق الجهد الكهربي بين نقطتين عند بذل شغل ( طـاقة ) مقداره 1 جول لنقل شحنه مقدارها 1 كولوم بين نقطتين .
الالكترون فولت : هو مقدار الطاقة التي يكتسبها أو يفقدها الكترون يتحرك بين نقطتين فرق الجهد بينهما 1 فولت .
السعة الكهربائية (سع) : هي النسبة بين الشحنة التي يحملها الموصل وجهده الكهربائي .
الفاراد : هو السعة الكهربية لموصل إذا اعطي شحنة مقدارها 1 كولوم تغير جهده بمقدار 1 فولت .
المكثف الكهربي (الخازن كهربي) : هو عبارة عن لوحين متوازيين يحمل كل منهما شحنة مساوية و مخالفة لنوع شحنة الاخر ويفصل بين لوحيه وسط عازل كالهواء والميكا والورق والزجاج .
مبدأ عمل فاندي غراف واستخدامه : يستعمل لانتاج كميات كبيرة من الشحنات الكهربية والتي تتركز على سطح الكرة وبالتالي يتولد فرق جهد كبير جدا يمكن ان يستخدم لتسريع الايونات أو الجسيمات لاغراض البحث العلمي .
التيار الكهربي : هو سيل من الشحنات الكهربية ( الالكترونات الحرة ) تسري في الموصل .
الاتجاه الحقيقي للتيار الكهربي : هو اتجاه التيار من القطب السالب للبطارية إلى القطب الموجب للبطارية في الدائرة الخارجية .
الاتجاه الاصطلاحي للتيار الكهربي : هو اتجاه التيار من القطب الموجب للبطارية إلى القطب السالب للبطارية في الدائرة الخارجية .
شدة التيار الكهربي (ت) : هو معدل الشحنات الكهربائية التي تمر خلال مقطع من موصل معين في الثانية الواحدة .
التحـليل الكهربي : هو تغير كيميائي يحدثه التيار الكهربي .
الفولتامتر : هو الوعاء الذي تتم فيه عملية التحليل الكهربائي .
نص قانون فاراداي الاول : كتلة المادة المتحررة ( أو المترسبة) بالتحليل الكهربي تتناسب طرديا مع كمية الكهرباء المارة في وعاء التحليل .
قانون فاراداي الثاني: عندما وصل عدة فولتامترات مختلفة ومرر فيها نفس شدة التيار خلال نفس الزمن فأن كتلة المادة المتحررة في عملية التحليل الكهربائي تتناسب طرديا مع الوزن المكافئ الجرامي ( م ).
الفاراداي : هو النسبة بين المكافئ الجرامي للعنصر والمكافئ الكهروكيميائي له ويساوي 96500 كولوم .
* ما السبب الذي يجعل السائل يتصف بالجريان والغاز بالانتشار ؟
- لان قوى التماسك بين جزيئات السائل ضعيفة مما يجعل السائل يتصف بالجريان بينا في الغازات قوى التماسك ضعيفة جدا لذلك يتصف بالانتشار .
* جميع النقاط التي تقع على مستوى افقي واحد من نفس المائع متساوية في الضغط ؟
لان لها نفس العمق والكثافة ثابتة لانه نفس المائع وبالتالي يكون الضغط ثابت .
* تبنى السدود اكثر سمكا في اسفلها من اعلاها ؟
- لانه كلما زاد العمق زاد الضغط حسب العلاقة ض = جـX فX ث
* ينقص مستوى الزئبق في انبوب البارومتر الزئبقي عند الصعود إلى قمة جبل؟
- لنقصان الضغط الجوي كلما ارتفعنا لاعلى .
*يزداد مستوى الزئبق في انبوب البارومتر الزئبقي عند النزول إلى بئر عميق ؟
- لزيادة الضغط الجوي كلما نزلنا لاسفل .
* ينزل مستوى الزئبق داخل الأنبوب ليتساوى مع الزئبق خارج الأنبوب إذا وضع البارومتر الزئبقي في مكان مفرغ من الهواء ؟
- لانعدام الضغط الجوي .
* لايمكن قياس الضغط الجوي بنفس طريقة قياس الضغط في باطن السائل ؟
- لان ‍1 / طول عمود الهواء غير محدد بدقة. 2 / تغير كثافة الهواء .
* يطبق مبدأ باسكال على السوائل ولا يطبق على الغازات ؟
- لان السائل غير قابل للانضغاط بسبب ثبات الحجم بينما الغاز قابل للانضغاط بسبب تغير حجمه .
* يستطيع المكبس الهيدروليكي رفع الاثقال الكبيرة ؟
- لان النسبة بين القوتين كالنسبة بين مساحتي مقطع المكبس الكبير إلى الصغير.
* يوضع كرات من الرصاص في اسفل الهيدرومتر ؟
- لكي تساعد على اتزان الهيدرومتر في الوضع الرأسي .
* تطفو السفينة على سطح الماء مع انها مصنوعة من معادن كثافتها اعلى من كثافة الماء ؟
- لان السفينة مجوفة من الداخل وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وبالتالي تزيد قوة الدفع فتطفو فوق سطح الماء .
* لايستمر صعود البالون لاعلى بل يتوقف عند حد معين ؟
- لان كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا لاعلى وبالتالي تقل قوة دفع الهواء على البالون فيتوقف عن الصعود .
* يفضل الطيارون الاقلاع في اتجاه الريح ؟
حتى تصل إلى السرعة الكافية لتوليد فرق في الضغط يمكن من رفع الطائرة .
* إذا تجاوزت سرعة السيارة 120 كلم / ساعة زاد استهلاك الوقود ؟
- لان بعد سرعة 120 كلم / ساعة تصبح قوة الاحتكاك الناتجة عن لزوجة الهواء تتناسب طرديا مع مربع سرعة السيارة مما يؤدي إلى بذل شغل اكبر للتغلب على ذلك فيستهلك ذلك وقود اكثر .
*تستخدم الزيوت ذات اللزوجة العالي في الآلات ؟
- لتنقص كمية الحرارة المتولدة اثناء الاحتكاك وحماية اجزاء الالة من التآكل .
* تزداد لزوجة الغازات بارتفاع درجة الحرارة ؟
لان ارتفاع درجة حرارة الغاز يعني زيادة التصادمات بين جزيئاته وبذلك تزداد مقاومته للحركة ( تزداد لزوجته ) .
* ترتفع درجة حرارة غاز محصور إذا ضغط ضغطا مفاجئا ؟
- بما ان الاجراء اديباتي إذا شغ = - ط د. ولكن إشارة الشغل سالبة لأنه بذل على النظام (انضغاط) (شغ = ط د ) لذلك ترتفع درجة الحرارة.
* الممال الحراري قيمته سالبة ؟
- لانه يعبر عن نقصان درجة الحرارة كلما ابتعدنا عن مصدر الحرارة .
* يفضل طلاء واجهة المنازل باللون الابيض؟
- لان اللون الابيض يعكس جميع الاشعة الساقطة عليه ومعامل الامتصاص له صغير .
* ماذا نعني بأن السعة الكهربية لموصل 12 ميكروفاراد ؟
- يعني ذلك انه إذا اعطي شحنة للموصل مقدارها 12 ميكرو كولوم تغير جهده بمقدار 1 فولت .
* المركم الرصاصي جهاز عكوس ؟
- عند استخدامه تتحول الطاقة الكيميائية إلى كهربية وعند شحنه تتحولالكهربية إلى كيميائية .
* يستخدم السيزيوم في الخلايا الشمسية ؟
-لان عنصر السيزيوم شديد الحساسية للضوء فعندما تسقط اشعة ضوئية على سطحه تنبعث الكترونات من السطح.


قاعدة ارخميدس
يفقد الجسم المغمور في مائع جزئيا او كليا جزأ من وزنه بقدر وزن المائع المزاح

قانون بويل
يتناسب حجم الغاز المحصور عكسيا مع الضغط الواقع عليه

قانون آوم
يتناسب فرق الجهد بين طرفي موصل طرديا مع شدة التيار

قانون شارل
يتناسب حجم الغاز طرديا مع درجة الحرارة المطلقة

القانون الاول في التحريك الحراري
التغير في الطاقة الداخلية لنظام حراري= كمية الحرارة -الشغل ثابت على كافة المسارات

القانون الثاني في التحريك الحراري
لا يمكن انتقال الحرارة من مستودع بارد الى مستودع ساخن دون الحاجة الى بذل شغل

مبدأ برنولي
مجموع طاقة الوضع و طاقة الحركة لوحدة الحجوم و الضغط ثابت على مسار مائع متحرك

قانون ستوكس
تتناسب قوة مقاومة المائع لجسم كروي ساقط فيه تناسباً طردياً مع كل من نصف قطر الكرة ومعامل لزوجة المائع و سرعة سقوط الجسم

قانون نيوتن الاول
الجسم الساكن يبقى ساكناً و الجسم المتحرك بسرعة منتظمة يبقى كذلك ما لم تؤثر عليه قوة

قانون نيوتن الثاني
اذا اثرت قوة على جسم تكسبه تسارعاً يتناسب طردياً مع القوة المؤثرة

قانون نيوتن الثالث
لكل فعل رد فعل مساو له بالمقدار و معاكس له بالاتجاه

قانون أمبير
الدوران المغناطيسي على مسار مغلق في الفراغ ثابت ومساو لثابت النفاذية مضروبة بالتيار

قانون لنز
يكون اتجاه التيار الحثي بحيث يقاوم الاثر المولد له

قانون فرادي
القوة الدافعة الحثية المتولدة في الملف تتناسب طرديا مع المعدل الزمني للتغير في التدفق المغناطيسي

قانون كولوم
تتناسب القوة بين شحنتين طرديا مع كل منهما وعكسيا مع مربع المسافة بينهما

قانون جول
يتناسب معدل توليد الطاقة في مقاومة بحتة طرديا مع مربع شدة التيار

مبدأ باسكال
إذا تعرض سائل لضغط فإن الضغط يتوزع على جميع نقاطه بالتساوي

قانون الانعكاس الاول
زاوية السقوط=زاوية الانعكاس

قانون الانعكاس الثاني
الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمودالمقام تقع في مستوى واحد

قانون سنل في الانكسار
ناتج قسمة جيب زاوية السقوط على جيب زاوية الانكسار ثابت

القانون الاول في الكهروستاتيكية
الشحنات المختلفة تتجاذب والمتماثلة تتنافر

قانون بيوسافار
ينتج عن جزء من موصل Dل يسري فيه تيار ت مجال مغناطيسي في نقطة تبعد ف يتناسب طرديا مع كل من Dل *ت *جيب الزاوية وعكسيا مع مربع المسافة

فرضية ديبرولي
يكون للجسيمات المادية المتحركة موجات طولها يتناسب عكسيا مع الزخم .

مبدا هايزنبرغ
حاصل ضرب الخطأ في قياس موقع جسيم في الخطأ في قياس زخمه رقم لا يقل عن رتبة ثابت بلانك مقسوما على اربعة امثال النسبة التقريبية

طاقة الفوتون
يحمل الفوتون طاقة= ثابت بلانك × التردد
نتمنى للجميع الاستفادة
الأستاذ مصطفى دعمس

الأحد، 26 أكتوبر، 2008

التيار الكهربائي

س1 : أذكر أنواع المواد من حيث قابليتها للسماح للشحنات الكهربائية بالانتقال خلالها؟
تقسم المواد من حيث قابليتها للسماح للشحنات الكهربائية بالانتقال خلالها إلى ثلاثة أنواع هي :
1- المواد الموصلة 2- المواد العازلة 3- المواد شبه الموصلة
س2 :المواد الموصلة تحتوي على عدد كبير من الشحنات الكهربائية حُرّة الحركة. وهذه الشحنات تتحرك في الموصل عشوائياً ، وفي جميع الاتجاهات . لماذا ؟
بسبب تأثر هذه الشحنات بقوة كهربائية ناشئة عن مجال كهربائي .
س3 : الشحنات الحُرّة نوعان اذكرهما :
أ‌- الإلكترونات السالبة : توجد في الموصلات الفلزية
ب‌- الأيونات السالبة والموجبة : توجد في المحاليل الكهرلية
س4 :كيف ينشأ التيار الكهربائي في الموصل ( السلك ) ؟

1- توفر مصدر قدرة كهربائية ، ليتم وصل طرفي الموصل الفلزي بالمصدر ( قطبي بطارية مثلاً )
2- ينشأ بين طرفي الموصل فرق في الجهد الكهربائي
3- يتولد مجال كهربائي داخل الموصل
4- القوة الكهربائية تعمل على تحريك الإلكترونات السالبة ( الشحنات الحُرّة ) باتجاه يعاكس اتجاه المجال الكهربائي وبالتالي يتولد التيار الكهربائي في الموصل ( السلك ) .
س5 : وضح المقصود بالتيار الكهربائي ؟
التيار الكهربائي: معدل عبور الشحنات الكهربائية لمقطع ما في الموصل بالنسبة للزمن ؛
ويعبر عنه رياضياً بالمعادلة الآتية
ت = ∆ شـ حيث ت : التيار الكهربائي ويقاس بوحدة كولوم / ث وتعرف هذه الوحدة باسم أمبير
∆ ز ∆ شـ : كمية الشحنة الكهربائية التي تعبر مقطع الموصل وتقاس بوحدة كولوم
∆ ز : الفترة الزمنية المستغرقة لعبور الشحنات مقطع الموصل وتقاس بوحدة الثانية
س6 : وضح المقصود بالتيار الكهربائي اللحظي ؟

ويعرّف التيار الكهربائي اللحظي ، بأنه المشتقة الأولى للشحنة بالنسبة للزمن ؛
وفي هذه الحالة إذا كان معدل انسياب الشحنات الكهربائية متغيراً بالنسبة للزمن ، فإن التيار الكهربائي يتغير أيضاً بالنسبة للزمن .
أي أن :
ت = د ش/ ز

إن عملية قسمة الشحنة على الزمن هي أساس تعريف التيار الكهربائي في الفيزياء . نعني بهذا أنه يمكننا أن نعمّم ملية القسمة السابقة لتعريف التيار الكهربائي . أي أنّ :

التيار الكهربائي (ت) = الشحنة(ش)/ الزمن(ز)

 
     

التيار الكهربائي = 
حيث :
ش : الشحنة المارة في مقطع السلك وتُقاس بوحدة كولوم .
ز : زمن مرور الشحنة في المقطع ويقاس بوحدة ثانية .
ت : شدة ( مقدار ) التيار وتُقاس بوحدة " أمبير " .
أي أن التيار الكهربائب هو معدل مرور الشحنة الكهربائية في مقطع السلك خلال وحدة الزمن .
س6 : ما نوعا التيار الكهربائي ؟
1- التيار المستمر: التيار الكهربائي الذي لا يغير مقداره واتجاهه مع الزمن .
2- التيار المتناوب: التيار الكهربائي الذي يغير مقداره واتجاهه دورياّ مع الزمن .




س7 : وضح كيف يتم تحديد اتجاه التيار الكهربائي في دارة كهربائية ؟
قد اصطلح على أن يكون اتجاه حركة الشحنات الكهربائية الموجبة في
الدارات الكهربائية ، هو اتجاه التيار الكهربائي ( التيار الاصطلاحي ) .
لأن الشحنات الكهربائية الموجبة تتحرك باتجاه المجال الكهربائي ؛
في حين تتحرك الشحنات السالبة باتجاه معاكس لاتجاه المجال الكهربائي .





س8 : أذكرطرق توليد التيار الكهربائي؟
1- حركة الشحنات الكهربائية السالبة في موصل باتجاه معاكس لاتجاه المجال الكهربائي ( التيار الإلكتروني )
2- حركة الشحنات الكهربائية الموجبة في موصل باتجاه المجال الكهربائي ( التيار الكهربائي أو الاصطلاحي)
3- حركة الأيونات السالبة والموجبة في المحاليل الكهرلية ( التيارالكهرلي )
4- حركة الإلكترونات الحُرّة في مجال مغناطيسي لموصل ( التيار الحثي ) . سيتم الحديث عنه فيما بعد .


س9 : ما الأجهزة التي تقيس التيار الكهربائي ؟
1- الأميتر ( مقياس التيار ) : جهاز يستخدم لقياس التيار الكهربائي ، ويرمز له بالرمزⒶ ،
ويوصل في الداراة الكهربائية على التوالي .

2- الغلفانوميتر : جهاز يرمز له بالرمزⒼ وظيفته :
- الكشف عن التيارات الكهربائية
- قياس التيارات الكهربائية الضعيفة

س10 : كيف يمكننا التعبير عن التيار الكهربائي في موصل بدلالة سرعة الشحنات المتحركة فيه ؟
لبيان ذلك تصور موصلاً فلزياً منتظم المقطع ، مساحة مقطعه ( أ ) ، وعدد الشحنات الكهربائية الحرة في وحدة الحجم منه يساوي ( ن ) . إنََّ حجم جزء من الموصل طوله ( ∆ ل ) يساوي ( أ ✕ ∆ ل ) ، وعدد الشحنات الكهربائية الحرة في هذا الحجم يساوي ( ن ✕ أ∆ ل) .
إذاً ، مقدار الشحنة الموجودة في هذا الحجم يساوي :
∆ شـ = عدد الشحنات ✕ مقدار شحنة كل منها
= ( ن ✕ أ∆ ✕ ل) شَ حيث شَـ : مقدار الشحنة الحرة .
وإذا كانت سرعة هذه الشحنات عبر الموصل تساوي ( ع ) ، وقطعت مسافة( ∆ ل ) في فترة زمنية ( ∆ ز) ، فإن :
∆ ل = ع ∆ ز
∆ ش = ن ✕ أ ✕ع✕ ∆ ز✕ شَ
وبما أن : ت = ∆ شـ ،
∆ ز
فإن : ت = ن أ ع شَـ
س11 : ما المقصود بالسرعة الانسياقية ؟
إن السرعة ( ع ) هي متوسط سرعة الشحنات حرة الحركة ، ويطلق عليها السرعة الانسياقية .
س12 : ماالعوامل التي يعتمد عليها التيار الكهربائي المار في موصل فلزي منتظم المقطع ؟
1- عدد الشحنات الكهربائية الحرة في وحدة الحجوم ( ن )
2- مساحة مقطع الموصل ( أ )
3- السرعة الانسياقية ( ع )
4- مقدار الشحنة الحرة ( شَ )
س13 :علل :
1- قيمة السرعة الانسياقية ( ع ) تكون صغيرة ولا تتعدى أجزاء المليمتر في الثانية
2 - نظراً للحركة العشوائية للإلكترونات الحُرّة ، لا ينشأ تيار كهربائي في الموصل في هذه الحالة
3- لا تتحرك الإلكترونات في خطوط مستقيمة عبر الموصل ، بل تتحرك حركة متعرجة
4- عند وصل طرفي موصل بمصدر يعطي فرقاً في الجهد ، يمر تيار كهربائي في الموصل؛
يسبب في ارتفاع درجة حرارة الموصل

الجواب :
1- بسبب كبر مقدار( ن ) في المواد الموصلة
2- لأن الشحنة الكلية التي تعبر المقطع في فترة زمنية تساوي صفراً
3- نتيجة للتصادمات المتتالية بذرات الموصل، فإن الإلكترونات تتحرك ببطء باتجاه معاكس للمجال وبسرعات مختلفة
4- لأنه يتكون مجالاً كهربائيا في الموصل ، فتتحرك الإلكترونات باتجاه معاكس للمجال؛ مما يؤدي إلى تصادمها بذرات الموصل وتولد طاقة حرارية تعمل على ارتفاع درجة حرارة الموصل .


س14 : إذا كان التيار الكهربائي المتولد عند ضغطك على أحد مفاتيح الة حاسبة لمدة 10 ملي ثانية ،
يساوي 320 ميكرو أمبير ، فاحسب :
أ‌- مقدار الشحنة الكهربائية التي أنتجت هذا التيار؛
ب‌- عدد الإلكترونات المتحركة نتيجة لذلك . ( عُدَّ شحنة الإلكترون = 1.6✕10- 19 كولوم )
الحل :
أ- ت = ∆ شـ ⇦ ∆ شـ = ت ∆ ز
∆ ز
∆ شـ = 320 ✕10- 6 ✕ 10✕10- 3 = 3.2✕10- 6 كولوم
ب- باستخدام مبدأ تكميم الشحنة ، نطبق العلاقة :
شحنة الجسم = عدد الإلكتروناتr شحنة الإلكترون
Δ شـ = ن  شـ e

أ- ✕ 1310 e

المقاومة الكهربائية
س1: عرف المقاومة الكهربائية؟
المقاومة الكهربائية : الممانعة لحركة الشحنات الكهربائية في الموصل ، وتنتج من تصادم الشحنات بعضها ببعض أو بينها وبين ذرات الموصل ، وكلما زاد عدد التصادمات زادت المقاومة .
س2 : اذكر نص قانون أوم بالكلمات والرموز؟
ينص قانون أوم على أن :
» التيار الكهربائي المار في موصل يتناسب طردياً مع فرق الجهد بين طرفي الموصل عند ثبوت درجة الحرارة «
يمكن التعبير عن قانون أوم رياضياً كما يلي :


ويعبر عنه رياضياً بالعلاقة :
ﺠ α ت ؛ أي أن : ﺠ = م × ت

فإذا غيرنا فرق الجهد بين طرفي السلك الموصل فإننا نلاحظ تغير شدة التيار المار فيه لكن النسبة (ﺠ / ت ) تبقى ثابتة للسلك المعدني.
فإذا ثبتنا قيمة فرق الجهد وغيرنا السلك الذي يسري فيه التيار فإن قيمة التيار ستتغير من سلك إلى آخر ،إن قيمة الثابت إذن تتعلق بالسلك وتقيس مقاومته لمرور التيار فيه ، فإذا كانت المقاومة كبيرة كان التيار صغيراً والعكس بالعكس .
إذن يمكن أن نكتب العلاقة السابقة كما يلي :
فرق الجهد = التيار الكهربائي × المقاومة



والثابت يختلف باختلاف مادة الموصل ، أي أنه مقياس لممانعة الموصل لمرور التيار الكهربائي خلاله .
ويطلق على هذا الثابت اسم المقاومة الكهربائية لمادة الموصل ( م ) ، ويقدر بحاصل قسمة فرق الجهد على شدة التيار الكهربائي .

أي أن : المقاومة الكهربائية = فرق الجهد / شدة التيار الكهربائي


س3 : ما وحدة قياس المقاومة الكهربائية ؟
تقاس المقاومة الكهربائية بوحدة فولت / أمبير ؛ وتسمى أوم ، ويرمز لها بالرمز( Ω ) .
 
تمرين :
 في إحدى تجارب أوم كان فرق الجهد بين طرفي السلك 20 فولت وكانت شدة التيار الذي يسري فيه = 2 أمبير، ما هي مقاومة السلك ؟

س4 : ما المقصود بالأوم :
الأوم : مقاومة موصل فرق الجهد بين طرفيه واحد فولت عند مرور تيار شدته واحد أمبير.
س5 : أ- ما المقصود بالمقاومة النوعية:
هي مقاومة موصل منتظم المقطع طوله وحدة الأطوال ومساحة مقطعه وحدة المساحات

ب - ما العوامل التي تعتمد عليها مقاومة موصل فلزي(المقاومة النوعية ) ؟
1- نوع مادة الموصل ( المُقاوميّة ) ويرمز إليها بالرمز (ρ ) . طردياً
2- طول الموصل ( ل ) طردياً
3- مساحة مقطع الموصل ( أ ) عكسياً
4- درجة الحرارة طردياً

س6 : عرف المُقاوميّة؟
المُقاوميّة : مقاومة موصل فلزي منتظم طوله 1م و مساحة مقطعه 1م2 .
ويعطى بالعلاقة التالية :
س7 : ما وحدة قياس المُقاوميّة (ρ ) ؟
وحدة المُقاوميّة (ρ ) هي Ω . م .



س8 : عرف الموُصليّة ( σ ) ؟
يرتبط بمُقاوميّة الموصل مصطلح الموُصليّة ( σ ) ، التي تساوي مقلوب المُقاوميّة ؛ أي أن :
σ = 1
ρ
س7 : ما وحدة قياس الموُصليّة ( σ ) ؟
وحدة الموُصليّة ( σ ) هي : ( / Ω . م ) ، أو ( Ω . م )-1 .
س8 : ما الفرق بين الموصلات الخطية و الموصلات اللاخطية ؟
الموصلات الخطية ( مقاومات أومية ) :هي المواد التي ينطبق عليها قانون أوم، وتكون العلاقة البيانية بين التيار ( ت ) و فرق الجهد ( ﺠ ) لهذه الموصلات خطية ،
مثل : الفلزات
الموصلات اللاخطية ( مقاومات لا أومية ) :
هي المواد التي لا ينطبق عليها قانون أوم، وتكون العلاقة البيانية بين التيار ( ت ) و فرق الجهد ( ﺠ ) لهذه الموصلات
لا خطية ، مثل : المحاليل الكهرلية وأشباه الفلزات .
سؤال : أرسم العلاقة بين ( ﺠ ، ت ) لمقاومة خطية وأخرى لا خطية ؟
س9 : ما وظائف المقاومات الكهربائية:
1- حماية الدوائر الكهربائية- مثل فيوز المكيف
2- التحكم في شدة التيار المار في الدائرة - مثل مفتاح الصوت في الراديو

س10 : أ) ما نوعا المقاومات الكهربائية من حيث المقدار ؟
1- ثابت المقدار ، ويرمز له في الدارات الكهربائية بخط متعرج

2- متغير المقدار ، ويرمز له في الدارات الكهربائية بخط متعرج يقطعه سهم


ب) ما نوعا المقاومات الكهربائية حسب مادة صنعها :
1- المقاومات السلكية
2- المقاومات الكربونية









 
التقويم :
 
1. أكمل الفراغات في العبارات التالية بوضع كلمة واحدة في الفراغ الواحد :
أ. تتناسب شدة التيار مع فرق الجهد تناسباً ------ عند ثبات درجة الحرارة .
ب. تنتقل الكهرباء من منقطة إلى أخرى بواسطة أسلاك توصيل إذا وجد بين النقطتين فرق في--- الكهربائي .
ج.وحدة قياس المقاومة أسماها العلماء ----- وهي تقيس مقاومة موصل فرق الجهد بين طرفيه فولت واحد ويسري فيه تيار شدته أمبير واحد .
 د. إذا ارتفعت درجة حرارة أسلاك التوصيل فإن ----- للكهرباء تزداد .
2. بطارية قوتها الدافعة الكهربائية 20 فولت ومقاومتها الداخلية 2 أوم ، وصلت بمقاومة مقدارها 8 أوم . احسب :
أ. شدة التيار المار في المقاومة .
ب. فرق الجهد بين طرفي المقاومة .
 
3. في الشكل المجاور أوجد قراءة الأميتر إذا كان المفتاح:
أ. مفتوحاً .                 ب. مغلقاً .
افترض أن مقاومة البطارية مهملة ولا قيمة لها .
4. في الشكل التالي البطارية تزود المقاومتين بالتيار ، إذا كان التيار في المقاومة " هـ " = 4 أمبير ، أوجد:




أ. التيار في المقاومة (و) .                    ب. التيار عند النقطة (س) .

مع تحيات : الاستاذ مصطفى دعمس
للمزيد
ملتقى المصطفى التربوي
http://mustafa.jordanforum.net/montada-f15/