التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

الميكروفون ذو الملف المتحركmoving coil microphone

.تعتمد فكرة عمله على تذبذب رقيقة معدنية Armature تبعاً لموجات الصوت وبالتالى يتغير المجال المغناطيسى فى قلب حديدى وينتج عن ذلك تولد قوة دفع كهربية emf فى ملف يحيط بالقلب الحديدى .
..وتكون هذه القوة الدافعة متغيرة الشدة والتردد حسب خصائص الصوت .
…وهكذا تتحول الاشارة الصوتية (الميكانيكية) إلى اشارة كهربيةAudio.

…..وشكراً على القراءة…….

المصدر
http://hazemsakeek.com/vb/showthread…oil-microphone


التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

تومــــاس ألفا أديســــــون

إنّ ما يراه معظم الباحثين المهتمين بقضايا العبقرية والنبوغ حاليا هو أن الذكاء الحاد يأتي بسبب جينات خاصة من نوعها، وأن عوامل مثل العوامل النفسية أو الجهود التي يبذلها الإنسان في تطوير ذاته هي عوامل محدودة الأثر، ولعلك لا تجد بينهم أحدا يرى أن الأداء العبقري في أي مجال من المجالات يمكن اكتسابه لأي شخص يرغب ذلك.

نشأتــــــــــــه
توماس أديسون (1847 – 1931م) مخترع أمريكي ولد في مدينة – ميلانو- بولاية ( أوهايو) الأمريكية، ولم يتعلم في مدارس الدولة إلا بضعة أشهر فقط، فقد وجدته المدرسة طفلا غبياً لا يصلح للتعليم مطلقا..! ، ولو تمكن أحد من قراءة طالعه مرةً ، لكان وفر عليه عناء ومشقة حياته الحافلة بالمصاعب ، ولكن من يدري ..! فقد يكون مقدراً للعباقرة دائما العناء .

يعتبر أحد أعظم المخترعين في العالم ظهرت عبقريته في صباه مبكراً في الاختراع ، أقام مشغله الخاص داخل عربة قطارالذي أظهر سيرته المدهشة كمخترع وأجاد شفرة مورس قبل أن يتم العاشرة من عمرة ، ومن اختراعاته مسجلات الإقتراع والبارق الطابع والهاتف الناقل الفحمي والمكرفون والفونوغراف أو الفرامافون واعظم اختراعاته على الإطلاق هو المصباح الكهربائي، وأنتج في السنوات الأخيرة من حياته الصور المتحركة الناطقة، وطور تجارب سكة الحديد الكهربائية ، وعمل خلال الحرب العالمية الأولى لصالح الحكومة الأمريكية، وقد سجل أديسون باسمه أكثر من ألف اختراع وهو عدد لا يصدقه العقل، وتزوج أديسون مرتين وقد ماتت زوجته وهي صغيرة، وكان له ثلاثة أولاد من كل زوجة، أما هو فقد مات في نيوجرسي سنة 1931م، وقد أطفأت أمريكا كل مصابيحها حدادا ليلة وفاته .

حياتــــه ونشاطاتــه
حين حرمته المدرسة من مواصلة التعلم أدركت أمه أن حكم المدرسة على ابنها كان حكماً جائراً وخاطئاً فعلمته بالمنزل فأظهر شغفاً شديداً بالمعرفة وأبدى نضجاً واضحاً مبكراً، ففي طفولته وصباه كان يقرأ في أمهات الكتب من أمثال كتاب (انحلال الامبراطورية الرومانية وسقوطها) لكاتبه ( ادوارد جيبون) وهذا دليل واضح على النضج المبكر، فهذا الكتاب من أشهر المراجع التاريخية الضخمة والجادة وهذا يؤكد أن عقل أديسون كان أكثر نضجاً وانفذ بصيرة من المدرسة بمديرها ومعلميها التي ضاقت بكثرة أسئلته فاستنتجت بأن كثرة الأسئلة دليلٌ على قصور الفهم وأنه برهانٌ على الغباء رغم أن العكس هو الصحيح فكثرة الأسئلة تدل على يقظة العقل واستقلال التفكير واستمرار الدهشة..
إن حرقة الأسئلة والشغف بالمعرفة والحماسة للإدراك والاستقلال في التفكير هي الصفات التي تميز أهل النبوغ ولقد جاء في كتاب (مشاهير رجال العلم) لبولتون :

((..كان أديسون في صباه شديد الحب للاستطلاع فمنذ أن تعلَّم الكلام راح يطرح الأسئلة طوال النهار فكان يقصد محلات بناء السفن فيستفسر عن وجه استعمال كل آلة من الآلات وكان يقضي الساعات الطوال في نسخ اللافتات المعلقة على واجهات المخازن.. وكانت تجاربه أكثر أوجه نشاطه أهمية فأنشأ لنفسه مختبراً كيميائياً ففي الاسطبل انتصبت صفوف من القوارير تحمل كلٌ منها علامة وسرعان ما تبين له أنه يحتاج إلى المال لتمويل مختبره فاستأذن والديه بأن يتجول لبيع الصحف والحلويات ثم ابتاع أحرفاً للطباعة وشرع بإصدار صحيفة!..)) كل هذا وهو ما يزال صبياً صغيراً .

ولقد كادت تجاربه في مجال الكيمياء أن تذهب بحياته ، فقد اشتعل المختبر وهو غارق فيه وكادت النيران أن تلتهمه وانتهت هذه الواقعة باصابته بشيء من الصمم ويقول لينارد فالنج في كتابه
( آباء الصناعة ) :

(( ويعتقد بعض الناس أن عاهة المخترع (الصمم) قد مكنته من التفكير بطريقة أحسن لاستبعاد المعوقات الخارجية ولتجنب الوقت الضائع في الاستماع إلى الكلام التافه!!..))

فالنابهون تزداد نباهتهم كلما تخلصوا من البرمجة الاجتماعية، وعدم التلوث بالتفاهات لأن مواهبهم تبقى نقية ومتفتحة ونامية لذلك فهم في الغالب يؤثرون العزلة ويعيشون بالقراءة والتأمل مع أحكم وأذكى البشر، وقد اعتاد توماس على تقبل قدره فى الحياة والتكيف معه …لقد اعتبر هذا الصمت من حوله فرصة لتنمية قدراته على التركيز ..

*حدث انه فى احد لحظات تواجده فى محطة القطار أن رأى طفلا يكاد يسقط على القضبان فقفز المراهق الشاب لينقذه بدون حتى ان يعلم انه ابن رئيس المحطة …وكمكافأة لهذه الشجاعة النادرة عينه الرجل فى مكتب التلغراف وعلمه قواعد لغة مورس ، فتحوَّل اهتمامه بعدها إلى مجال الكهرباء وبعد تدريب قصير تعلم مهنة إرسال البرقيات فحصل على وظيفة مناوب ليلي لكن شغفه بالمعرفة جعله يستغرق بالقراءة ولأنه مطلوب منه أن يرسل إشارة كل ساعة للدلالة على انتظامه بعمله ولئلا يكتشف رؤساؤه انشغاله بالقراءة عن عمله فقد ابتكر جهازاً يرسل الإشارات آلياً كل ساعة ليعفيه من تكرار الإرسال حتى ينصرف للقراءة .

كانت فرصة اديسون الكبرى فى ان يجرب تطوير هذا الشئ الذى بين يديه مما نتج عنه اول اختراعاته ..التلغراف الآلــــــي ..اى الذى لا يحتاج الى شخص فى الجهه الأخرى لإستقباله بل يترجم العلامات بنفسه الى كلمات مرة اخرى ولكن رئيسه اكتشف الحيلة وبقدر ما أعجبه الاختراع إلا أنه ساءه إهمال العمل فعزله من الوظيفة وكان آنذاك في السادسة عشرة من العمر فتحول إلى عامل تلغراف متجول وكان يقتات من محصوله وما بقي يشتري به الكتب المستعملة وخَطَر له أنه لن يُشبع نهمه من المعرفة حتى يقرأ مكتبة كاملة وعكف في إحدى المكتبات لكنه اضطر إلى العدول عن الفكرة لصعوبة تحقيقها إضافة إلى أنه إذا حبس نفسه للقراءة فلن يجد ما يأكله.

وفي الحادية والعشرين من عمره شعر بأن التحول الدائم قد أنهكه فالتحق بالعمل لدى إحدى الشركات كعامل تلغراف فاخترع مصيدة كهربائية للصراصير في مقر الشركة فنشرت الصحف صور المقر والاختراع والصراصير فاستاءت الشركة من إظهار مقرها وهو مأهول بهذه الحشرات ففصلته من العمل فانصرف كلياً إلى الاختراع .

*كان اختراع الحاكي ( المسجل) هو أول اختراع يحصل على براءة اختراعه ويُسجَّل باسمه ، لكنه لم يجد رواجاً فتركه ولم يواصل العمل في هذا المجال غير أنه أدرك أن المضاربين بالذهب يحتاجون جهازاً يوفر لهم على اختلاف مواقعهم معلومات فورية عن ارتفاع أو انخفاض سعر الذهب فاخترع آلة للتخابر تلغرافياً عن أسعار البورصة وباع هذا الاختراع بمبلغ أربعين ألف دولار وهو مبلغ ضخم في ذلك الوقت وبذلك ودَّع أيام الجوع واستغنى عن النوم في الأمكنة الخلفية القذرة واستطاع أن يتفرغ للاختراع وأن ينشئ معملاً كبيراً في نيويورك كان فاتحة المعامل والمختبرات للشركات والمصانع في العالم…

كان قد تم التوصل إلى امكانية نقل الكلام بواسطة التيار الكهربائي ولكنه لم يكن بالأمكان اختراع جهاز يُمكِّن من تحويل هذا الاكتشاف الهام إلى هاتف يتيح الاستخدام على نطاق تجاري، فطلبت شركة وسترن يونيون(western union) من أديسون أن يحاول صناعة هاتف قابل للاستعمال العام وبعد بضعة أشهر تمكن أديسون من تسجيل هذا الاختراع وباعه على الشركة المذكورة بمبلغ مائة ألف دولار وكانت تريد أن تدفع له المبلغ كاملاً مرة واحدة لكنه لم ينس أيام الجوع القاسية فطلب من الشركة ان تدفع له القيمة أقساطا موزعة على سبعة عشر عاما ليضمن راحة البال خلال هذه السنوات لأنه خشي أن يغامر بالمبلغ في مشاريع خاسرة فأراد أن يؤمن مستقبله بهذه الطريقة..

أديسون و المصبــــــــــــاح الكهربائــــــــــــــــــــــ ـي

كيف فكر أديسون في الكهرباء…؟

فى الخامسة عشرة اظلمت الدنيا فى بيته الصغير فافلس والده ومرضت امه فقبل العمل فى شركة ويسترن يونيون وسافر ابن 15عام ، ليبدأ الإقلاع وشق الطريق وحيدا معتمدا على إصراره وتصميمه وما ملك من علم ومعرفة ، وعندما اشتد الألم على امه فى احدى الليالى وقرر الطبيب انها تحتاج لجراحة ولكن عليها الإنتظار للصباح ، ودار حديث بسيط ، غير أنه أحدث تغييرا على العالم بأسره :
– ولكن يا سيدى انها لا تحتمل الألم انه قد يقتلها من شدته قبل الصباح
– وماذا استطيع ان افعل يا بنى احتاج الى إضاءة…!
وسطر توماس فى مفكرته …لابد من ايجاد وسيلة للحصول للضوء ليلا اقوى من ضوء الشموع هل ترون كم هى بسيطة مشاريع النجاح؟؟؟؟ ان توماس اديسون كان له فى كل لحظة مشروع …ذلك انه كان دائم النظر حوله والإستفادة من كل الناس …… كان مراقبا جيدا يتابع ويراقب ويجرب.

رغم أنه سجل أكثر من ألف اختراع وهو رقم قياسي، لم يسجله أحد قبله ولا بعده، إلا أن الفتح الأكبر كان اختراعه المصباح الكهربائي واقدامه على إنشاء محطة لتوليد الكهرباء وإقامة شبكة لتوزيعه على المنازل والمحلات، فلقد كان الناس في كل الدنيا منذ وجودهم على هذه الأرض يعيشون ليلاً في ظلام حالك وبهذا الاختراع وبتصنيع معداته وأدواته ولوازم تعميمه وبتنظيم استخدامه تحولت المدن والبيوت والمحلات إلى أنوار ساطعة فكان هذا الاختراع وهذا التنظيم لاستخدامه نقطة تحول حاسمة في التاريخ الإنساني، فلم يكن أديسون مجرد مخترع باهر ولكنه رجل تنظيمي من طراز فريد فكأنه ينطوي على مجموعة من المواهب الخارقة في الاختراع والتنظيم والإدارة والتنفيذ والتسويق والدعاية فأنشأ محطات لتوليد الكهرباء وابتكر شبكات التوزيع وأنشأ مصنعاً لإنتاج اللمبات والأدوات الكهربائية بالجملة لتكون رخيصة وبذلك أضاءت المدن بعد إظلام ران عليها خلال كل القرون وانفتحت أبواب واسعة للعديد من الصناعات المتنوعة مثل صناعة الثلاجات والمكيفات والمصابيح والأفران والمكانس والمدافئ والأسلاك والكابلات والأعمدة والمفاتيح والغسالات وما لا يمكن حصره من الأدوات والأجهزة المنزلية والمكتبية.

ففي عام 1810م عرض الفيزيائي البريطاني في همفري دافي (1778-1829م) لأول مرة مصباح القوس الكهربائي الذي يتألف من قضيبين مدببين من الفحم . يطبق على القضيب فلطية كهربائية عالية . وما إن يقترب القضيبان من بعضهما حتى يشتغل القوس الكهربائي بينهما بضوء براق . وقد بقي هذا المصباح خارج دائرة الاهتمام العلني والتجاري حتى عام 1880 نظراً لعدم توافر منابع الكهرباء القوية.بعدها بعدة سنوات قرر توماس أديسون الأمريكي البحث عن طريقة لتقسيم الضوء الكهربائي الصادر عن مصباح القوس الكهربائي إلى أجزاء صغيرة بحيث يمكن استعمال بعضها في المكان المطلوب وذلك حسب حجم المكان ودرجة الإضاءة المطلوبة ، بحيث يمكن تزويد جميع هذه الأجزاء بالكهرباء من محطة توليد مركزية .

وفي أواخر سبعينات القرن القبل الماضي اشتعل الجدل حول صاحب المصباح الكهربائي الأول، ففي عام 1878م ادعى الأمريكي توماس آلفا أديسون في أكثر من مناسبة أنه نجح في تطوير المصباح الكهربائي ذي الفتيلة الفحمية ، إلا أن التحقق من صحة الإدعاء لم يصبح ممكناً إلا في 21 أكتوبر من عام 1879 حيث بقي المصباح مضيئاً على مدى عدة أيام وليال.

وفي ذلك الوقت كان البريطاني جوزيف ويلسون سوان(1828-1914) قد قدم عدة عروض ناجحة لمصابيح متوهجة ، كان أولها في الثالث من فبراير 1879م إلا أن مشاعر المنافسة سرعان ما اختفت لتحل محلها رغبة التعاون بين الرجلين ، إذ انضم سوان إلى الشركة التي أنسأها أديسون لصناعة المصابيح ، وبحلول عام 1895م كان هناك مليونا مصباح عامل في الخدمة ، وقد عرف أديسون بأنه أبو المصباح المتوهج.

كان توماس أديسون يقوم بألف تجربة قبل أن يكتشف أو يخترع شيئاً وعندها يقول له زميله : أخيراً نجحت في المحاولة الألف…!؟، فيرد أديسون قائلاً: بل نجحت من أول محاولة، فقد اكتشفت أن هناك 999 طريقة لا تؤدي إلى الهدف المنشود.

هكذا قدم أديسون ما يقارب ألفي اختراع للبشرية منها المصباح الكهربائي. هذا هو أديسون الذي قال عنه مدرّسه يوما ً: ” إنه أغبى من أن يتعلم”!

* سجل توماس أديسون (( 1093براءة اختراع )) ومازال هذا الرقم هو الرقم القياسي المسجَّل لدى مكتب براءات الاختراع في الولايات المتحدة الأمريكية حتى الآن.
إن هذه الابتكارات المدهشة دليل على أرفع نماذج العبقرية ويتفق مع هذا الكلام كل الذين درسوا ظاهرة الإبداع أو ظاهرة التأثير في مسيرة التاريخ البشري ، فالعالم الأمريكي مايكل هارت في كتابه (المائة الأوائل) قد جعل توماس أديسون في المرتبة الثالثة (3) بين أكثر العظماء تأثيراً على الحضارة الإنسانية منذ بدايتها حتى الآن….

والمؤرخون للتاريخ البشري يعتبرون أن التقدم التكنولوجي مرَّ بثلاث مراحل رئيسية كبرى :
وقد مثل ظهور الآلات البخارية المرحلة الأولى كما أن اختراعات أديسون وظهور عصر الكهرباء على يديه مثل المرحلة الثانية أما المرحلة الثالثة من المراحل الإنسانية للتطور التكنولوجي فقد بدأت بظهور النظرية الإلكترونية للمادة…

كان توماس أديسون سابقاً لعصره لذلك لقي الكثير من السخرية حين أعلن بداية عصر الكهرباء وانتهاء عصر الأتاريك والسُّرج والظلام، ولم يكن التسفيه مقصوراً على العامة وإنما جاءت السخرية من الذين يعملون في مجال الاختراع من أمثال الألماني سيمنز الذي استبعد النجاح في هذا المجال ولكن ما كادت الإضاءة تعم نيويورك ومدناً أمريكية أخرى حتى التهب حماس سيمنز لجعل الإضاءة حقيقة واقعة في ألمانيا..

بعد تجارب عديدة.. ومحاولات مستمرة.. خاصة بعد اختراعه للمصباح الكهربائي.. وحرصاً منه ان تصبح الكهرباء نعمة دائمة وشاملة لكل بني الإنسان في كل زمانٍ ومكان.. قام المخترع العبقري الشاب «توماس اديسون» في الرابع من شهر سبتمبر عام 1882م. بإدارة المفتاح الرئيسي لشبكة كهربائية شبه عامة.. حيث أضُيء أربعمائة مصباح كهربائي بوقت واحد..ليتحول بعد ذلك ليل الامريكيين إلى نهار.. ولتعم نعمة الكهرباء كل الولايات الامريكية ثم بقية دول وشعوب العالم كل على مدى قدراته واستعدادته النفسية والعقلية وامكاناته المادية والمعنوية.

لقد وضع أديسون ـ كما يقول لارسن (( أُسس الطريقة العلمية لإمداد المنازل بالكهرباء وسمعت أوروبا بهذا الحدث العظيم فأقبل المهندسون عبر المحيط الأطلنطي من أوروبا لمشاهدة تلك الأعجوبة الجديدة ومنذ اليوم الذي بدأت فيه مصابيح أديسون في التوهج تهافت العالم على الكهرباء)) ، فكان نجاحه المذهل بداية لعصر جديد زاخر بالإشعاع والتوهج واتساع وسائل الحياة…
ليس هذا فحسب بل كانت معامل أديسون ومختبراته وشركته مكاناً رائعاً لاستنبات المواهب وتدريب المهارات فتخرَّج على يديه كثير من ذوي الابتكار والمهارة، وكان من بينهم المخترع الصربي الشهير نقولا تيسلا الذي ابتكر التيار الكهربائي المتردد وصار ينافس أديسون لذلك كان مقرراً منحهما معاً جائزة نوبل للفيزياء عام 1915غير أن أديسون رفض تقاسم الجائزة مع تيسلا فحجبت عنهما معاً.

اجرى اديسون الف تجربة فاشلة قبل الحصول على مصباح حقيقى …وكان تعليقه فى كل مرة …هذا عظيم .. لقد اثبتنا ان هذه ايضا وسيلة فاشلة فى الوصول للإختراع الذى نحلم به …قالها الف مرة ولم يتوقف ..ولم يمل …ولم يحبط …..
إن توماس اديسون الذى مات فى الرابعة والثمانين من عمره ، كان مؤسس التطور الحديث الذى نعيشه …… واذا كان العالم يذكره على انه مخترع المصباح الكهربائى فإن البطارية الجافة وماكينة السينما المتحركة ليستا بأقل منها اهمية …..نقول ذلك عنه لعلنا نتعلم منه …
تعتبر قصة توماس أديسون من أروع قصص العصامية والكفاح وفيها دروس باهرة ودلالات كبيرة كافية بأن تبرهن على أن الإنسان النبيه إذا توقد اهتمامه فإنه قادرعلى تعليم نفسه بنفسه والوصول إلى أرفع الذُّرى في العلم والابتكار فأديسون يوصف بأنه عالم عظيم ومخترع باهر وهو يأتي دائماً في الكتابات المعاصرة في طليعة عظماء التاريخ ومن أشدهم تأثيراً على الحياة الإنسانية.

من مقولات اديسون:-

“كانت أمي تثق بي كثيرًا، أكثر مما أستحق، فحاولت أن أحيا لأحقق ثقتها بي؛ فصرت توماس أديسون” (مكتشف المصباح الكهربائى)
———————————— توماس أديسون

الكثير من الفاشلين في الحياة هم اشخاص لم يدركوا كم كانوا قريبين من النجاح عندما قرروا الانسحاب.
———————————— توماس أديسون

العبقرية هي 1% الهام و99% جهد وعرق جبين .
————————————

هذه كانت هي حياة المخترع الامريكي توماس اديسون


التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

ما هي الكهرباء الساكنة ؟

ما هي الكهرباء الساكنة ؟

WHAT IS STATIC ELECTRICITY?

عندما تدخل إلى داخل البيت من مكان بارد , تسحب قبعتك عن رأسك ……. لاحظ ! كل شعرك سيقف على أطرافه. ما الذي يحدث؟ ولماذا فقط يحدث في الشتاء؟

الجواب هو :الكهرباء الساكنة

لفهم ماهية الكهروستاتيكية , يجب أن نتعلم قليلاً عن طبيعة المادة . بكلمات أخرى مما تتكون المواد حولنا؟

كل شيء يتكون من الذرات:

لنتخيل أننا نقسم حلقة من الذهب الخالص إلى قسمين ، ثم نأخذ أحد القسمين ونقسمه إلى قسمين ثم نستمر في التقسيم مرات كثيرة جداً ، إذا أمكن لنا ذلك . سنحصل على أجزاء صغيرة لن نستطيع رؤيتها بدون مجهر. إنها صغيرة جداً ولكنها لا تزال ذهبا . إذا استمريت في عملية التقسيم بعد ذلك تصل إلى جزء صغير جداً من الذهب يسمى ذرة . أما عملية تقسيم الذرة ذاتها فهو أمر آخر لا دخل له بموضوعنا .

كل شيء حولنا يتكون من ذرات. وقد وجد العلماء لغاية الآن 115 نوعا مختلفاً من الذرات. كل شيء تراه هو عبارة عن اتحاد عدد من هذه الذرات.

أجزاء الذرة :

إذاً مما تتكون الذرات؟؟ في وسط كل ذرة توجد نواة وكل نواة تحتوي نوعين من الجسيمات ( بروتونات و نيوترونات ). يدور حول النواة جسيمات أصغر هي الإلكترونات. الـ 115 ذرة تختلف عن بعضها بسبب اختلاف عدد البروتونات والنيوترونات والإلكترونات فيها
من المفيد التفكير في نموذج للذرة يشبه النظام الشمسي. النواة في مركز الذرة , كما هي الشمس في مركز المجموعة الشمسية . الإلكترونات تدور حول النواة كما تدور الكواكب حول الشمس . الإلكترونات بعيدة جداً عن النواة . لكن هذا النموذج ليس دقيقا تماماً ولكن يمكن استخدامه للمساعدة في فهم الكهرباء الساكنة .

(لاحظ : النموذج الأدق يبين الإلكترونات تتحرك في ثلاث محاور بأشكال مختلفة تسمى مدارات) .

الشحنات الكهربائية:

البروتونات, النيوترونات والالكترونات تختلف كثيراً عن بعضها. كل له خواصه المختلفة وإحدى هذه الخواص هي الشحنة الكهربائية. البروتونات ذات شحنة موجبة , الإلكترونات سالبة والنيوترونات لا شحنة لها. شحنة بروتون واحد لها نفس قيمة شحنة الكترون واحد . وعندما يتساوى عدد الإلكترونات مع عدد البروتونات في ذرة ما فإن هذه الذرة متعادلة أي شحنتها الكلية صفر
لإلكترونات تستطيع الحركة:

البروتونات والنيوترونات مرتبطة معاً في النواة بقوة كبيرة جداً . عادةً النواة لا تتغير . لكن بعض الإلكترونات الخارجية يمكن فقدها بسهولة ويمكنها الحركة من ذرة الى أخرى . الذرة التي تخسر الكترونات عندها شحنات موجبة ( بروتونات ) أكثر من الشحنات السالبة ( الالكترونات ) ولذا تصبح موجبة الشحنة . أما الذرة التي تكسب الكترونات تصبح عندها شحنات سالبة أكثر من الشحنات الموجبة ولذا تصبح سالبة الشحنة.
بعض المواد الكتروناتها مرتبطة جداً بأنوية ذراتها ولذا لا تتحرك خلالها بسهولة. هذه المواد تدعى مواد عازلة ( بلاستيك , قماش , زجاج والهواء الجاف ). المواد التي تتحرك الكتروناتها خلال الذرات تدعى مواد موصلة ( معظم المعادن موصلة جيدة ).

كيف نستطيع تحريك الإلكترونات من مكان إلى آخر؟؟؟؟؟ إحدى الطرق الشائعة هي بدلك جسمين ببعضهما .إذا كانا من مواد مختلفة عازلة, الإلكترونات ممكن أن تنتقل من أحدهما إلى الآخر . كلما دلكت أكثر كلما انتقل عدد أكبر من الإلكترونات وكلما كان نم الشحنه على الجسمين أكبر
يعتقد العلماء أن الدلك والاحتكاك ليسا سبب انتقال الالكترونات وإنما ببساطة الاتصال بين الأجسام المختلفة. الدلك فقط يزيد من مساحة الاتصال بينهما .

الكهروستاتيكية هي عدم التوازن بين كمية الشحنة الموجبة وكمية الشحنة السالبة على جسم.

الشحنات المتعاكسة تتجاذب والمتشابهة تتنافر:

الأجسام المشحونة بشحنات مختلفة تنشد نحو بعضها بينما ذات الشحنات المتشابهة تدفع بعضها البعض بعيداً.

الجسم المشحون أيضا يجذب أي شيء متعادل. فكر كيف تلصق بالوناً بالحائط. إذا دلكت البالون بشعرك فإنك تشحنه فهو سينتزع الكترونات أكثر ويصيح سالباً . قربه من جسم متعادل فتتحرك الشحنات في ذلك الجسم , فإذا كان هذا الجسم موصلاً فإن الإلكترونات ستتحرك بسهولة للجهة البعيدة منه أي أبعد ما يكون عن البالون.. أما إذا كان الجسم عازلاً فإن عدداً قليلا من الالكترونات يبتعد إلى الجهة البعيدة للجسم . في كلتا الحالتين الجهة القريبة من الجسم تصبح موجبة وهذا ما يجعل البالون بلتصق بالحائط

ولكن ما علاقة ذلك بالصدمة؟ ( الرعشة ) أو الشعر المكهرب ؟ عندما تخلع قبعتك فإنها تدلك بشعرك فتنتقل الإلكترونات من شعرك للقبعة وهو ما يشحن شعرك موجباً. ووتتنافر الشعرات مع بعضها لأن لها نفس الشحنة

وعندما تسير على السجادة فإن الإلكترونات تنتقل من صوفها إلى جسمك مما يجعلك تملك كمية من الالكترونات الزائدة . يد الباب المعدنية موصل جيد للكهرباء مما يسهل انتقال الإلكترونات من جسمك اإليها فتشعر برعشة.

تكون الكهروستاتيكية ملحوظة أكثر في الشتاء حينما يكون الهواء جافاً , وفي الصيف الهواء عالي الرطوبة لا تلحظ ظواهر الكهرباء السكونية. لأن الماء يساعد في انتقال الإلكترونات بعيداً عن جسمك وبذلك لا تتكون شحنة عالية عليه قد تشكل خطراً عليك .

متسلسلة التريبو الكتريك:

عندما تدلك مادتين مختلفتين ببعضهما من ستصبح موجبة ومن ستصبح سالبة؟؟

العلماء رتبوا المواد حسب قدرتها على الاحتفاظ بالكتروناتها أو لخسارتها. هذا الترتيب اطلق عليه (متسلسلة التريبو الكتريك) . سنعرض هنا بعضاً من عناصر هذه السلسلة . في ظروف مثالية , إذا دلكت مادتين معاً , فإن المادة في أعلى السلسلة تفقد الكترونات وتصبح موجبة والمادة في أسفله تكتسب الإلكترونات وتصبح سالبة.

متسلسلة التريبو الكتريك

يدك

الزجاج

شعرك

النايلون

الصوف

الفرو

الحرير

الورق

القطن

المطاط

البوليستر

البلاستيك

قانون حفظ الشحنة:

عندما نشحن شيئاً بالكهرباء الستاتيكية فلن يكون هناك فناء للإلكترونات ولن تظهر بروتونات جديدة . الإلكترونات فقط تنتقل من مكان إلى آخر. الشحنة الكلية تبقى ثابتة. هذا ما يدعى بمبدأ حفظ الشحنة .

قانون كولوم:

الأجسام المشحونة تولد حولها مجالاً كهربائياً غير مرئي, تعتمد شدته على عدة أشياء: كمية الشحنة, المسافة وشكل الأجسام. ولذا لتسهيل الدراسة سنتعامل مع شحنات نقطية تكون صغيرة جداً مقارنة بالمسافة بينها.

شارلز كولوم اكتشف المجال الكهربائي عام 1780. لقد وجد أن القوة الكهربائية بين الشحنات النقطية تعتمد على حاصل ضرب شحناتها, أي أنه كلما زادت كمية الشحنة زادت قوة المجال. وأن المجال يتناسب عكسياً مع مربع المسافة بين الشحنات. هذا يعني أنه كلما زادت المسافة بين الشحنات ضعفت القوة بينهما. ويمكن كتابة هذا كقانون:

(ق = أ ( ش1 × ش2 ) / ف2)
حيث ش الشحنة , ف المسافة بين الشحنتين, أ ثابت التناسب ويعتمد على الوسط العازل بين الشحنتين .

يمكننا أن نجرب معاً:

ملاحظه للأمان:

* من فضلك إقرأ كل التعليمات كاملة فبل البدء بالعمل.

* حاول استعمال الجزء من الجسم الذي يحمل أكبر شحنه ( الذي دلك أكثر ) عند عمل هذه التجارب .

* يفضل عمل هذه التجارب في جو جاف .

التجربة الاولى: الحبيبات المتأرجحة:

ما نحتاجه:

مشط بلاستيكي أو مطاط صلب أو بالون , خيط , حبوب صغيرة جافة (أرز منفوش مثلاً)

طريقة العمل:

1- اربط واحدة من الحبوب بقطعة من الخيط طولها حوالي 12 سم. وثبت الطرف الاخر للخيط بشيء ما كحافة الطاولة مثلاً.

2- اغسل المشط لتزيل عنه أي أثر للدهون ثم جففه جيداً.

3- اشحن المشط بتمريره عدة مرات في شعر طويل جاف ونظيف. أو ادلكه بقطعة من الصوف .

4- قرب المشط من الحبوب المعلقة . إنها سوف تتأرجح محاولة ملامسة المشط , ابقهِ حتى تبتعد الحبة لوحدها عن المشط.

5- يمكنك عمل هذه التجربة باستبدال المشط ببالون.

ما حدث: عند استعمال المشط لتمشيط الشعر تحركت إلكترونات من شعرك إلى المشط , المشط سيشحن سالباً . الحبوب المتعادلة تنجذب نحو المشط في البداية فتتحرك بعض الإلكترونات إليها فتشحن سالباً وتتنافر مع المشط وتبتعد عنه.

التجربة الثانية: الماء المحني :

ما نحتاجه:

قطعة مطاط صلبة أو مشط بلاستيكي أو بالون.

مغسلة المطبخ وصنبور ماء.

طريقة العمل :

1- افتح الصنبور قليلاً لتحصل على خط رفيع جداً من الماء سمكه حوالي 3 مم .

2- اشحن البالون بدلكه بشعرك وهو جاف عدة مرات أو ادلكه بسترتك.

3- قرب البالون ببطء من الماء وراقب الماء وهو ينحني نحوه .

4- يمكنك عمل التجربة باستخدام مشط بدلاً عن البالون .

ماحدث:

الماء المتعادل انجذب نحو المشط وتحرك نحوه.

التجربة الثالثة: اضاءة مصباح باستخدام بالون:

ما نحتاجه:

بالون أو مطاط صلب.

غرفو معتمة .

مصبح فلورسنت (وليس مصباح عادي).

ملاحظة للأمان: لا تستخدم أباريز الكهرباء في الحائط.

امسك المصباح جيداً حتى لا ينكسر ويؤذيك.

طريقة العمل:

1- خذ المصباح والمشط إلى غرفة معتمة.

2- اشحن المشط بدلكه بشعرك أو بسترتك جيداً لأننا نحتاج كمية كبيرة من الشحنة لهذه التجربة.

3- اجعل المصباح يلامس الجزء المشحون من المشط وراقب ما يحدث. يجب أن ترى شرارات صغيرة. جرب ملامسة عدة أجزاء من المصباح.

ماحدث:

عندما لامس المصباح المشط انتقلت الإلكترونات منه إلى المصباح مسببة ظهور الشرارات الصغيرة. في الحالة العادية الإلكترونات التي تضيء المصباح مصدرها مصدر قدرة كهربائي .

التجربة الرابعة: الكهروسكونية في الصيف:

ما نحتاجه:

بالون, ساعة .

طريقة العمل:

1- ادلك البالون بشعرك أو بسترتك. الصقه بالحائط وراقب كم من الوقت يبقى ملتصقاً قبل أن يقع.

2- اعد نفس الخطوات السابقة في الحمام بعد استعماله من قبل شخص آخر لعمل شاور ساخن.

ما حدث:

في الحمام , الماء في الهواء وعلى الجدار يساعد على انتقال الشحنات عن البالون بسرعة. في الصيف الهواء رطب والكهرباء السكونية لا تظهر بشكل جيد لأن الشحنات لا تبقى على الأجسام بل تنتقل إلى الهواء الرطب. أما في الشتاء حيث الهواء جاف فتكون ملحوظة أكثر وتستمر الشحنات على الأجسام لفترة أطول.
تعليم_الجزائرتعليم_الجزائر


التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

إنجازات تاريخية في الكهرباء

جازات تاريخية في الكهرباء
الاكتشافات المبكرة. لاحظ الإغريق القدماء قبل بضعة آلاف سنة أن مادة تسمى الكهرمان تجذب إليها المواد الخفيفة مثل الريش والقش، بعد دلكها بقماش. والكهرمان مادة أحفورية ناتجة عن تصلب أشجار الصنوبر التي عاشت قبل ملايين السنين. وهو عازل جيد للكهرباء، ولذلك فهو يمسك الشحنة الكهربائية بسهولة. وبالرغم من أن الإغريق لم يعرفوا الشحنة الكهربائية فقد كانوا في الواقع يجرون تجارب على الكهرباء الساكنة عندما كانوا يدلكون الكهرمان بالقماش.

وعرف بعض القدماء، ومنهم الإغريق والصينيون القدماء، أيضًا مادة صلبة أخرى يمكنها جذب الأشياء، وهي المادة المسماة اللودستون أو الماجنتيت. وهو معروف اليوم بأنه مغنطيس طبيعي ميال إلى جذب الأجسام الحديدية الثقيلة، بينما يجذب الكهرمان الأشياء الخفيفة مثل القش. وفي عام 1551م أثبت عالم الرياضيات الإيطالي جيرولامو كاردانو، والمعروف أيضًا باسم جيروم كاروان، أن التأثيرات الجذبية لكل من الكهرمان والماجنتيت لابد أن تكون مختلفة. وكان كاردانو أول من لاحظ الفرق بين الكهرباء والمغنطيسية.

وفي عام 1600م، أوضح الفيزيائي البريطاني وليم جيلبرت أن بعض المواد، مثل الزجاج والكبريت والشمع، ذات خواص شبيهة بخواص الكهرمان. فعند دلكها بقماش تكتسب هذه المواد خاصية جذب الأشياء الخفيفة. وقد سمى جيلبرت هذه المواد الكهربيات، ودرس خواصها، وخلص إلى أن تأثيراتها ربما تُعزى إلى نوع من السوائل. ونحن نعرف اليوم أن ما سماها جيلبرت الكهربيات هي عوازل جيدة للكهرباء.

تجارب الشحنة الكهربائية. في ثلاثينيات القرن الثامن عشر وجد العالم الفرنسي تشارلز دوفاي أن القطع الزجاجية المشحونة تجذب المواد الشبيهة بالكهرمان، ولكنها تتنافر مع المواد الشبيهة بالزجاج، واستنتج من ذلك أن هناك نوعين من الكهرباء سماهما الكهرباء الزجاجية (للمواد الشبيهة بالزجاج)، والكهرباء الراتينجية (للمواد الشبيهة بالكهرمان). وبذلك استطاع دوفاي التوصل إلى نوعي الشحنات الكهربائية السالبة والموجبة، بالرغم من أنه اعتقد أنهما نوعان من “السوائل الكهربائية”.

بدأ العالم ورجل الدولة الأمريكي بنجامين فرانكلين تجاربه على الكهرباء في عام 1746م. وقد بنى هذه التجارب على اعتقاد مفاده أن هناك نوعًا واحدًا من السوائل الكهربائية. فالأجسام التي تحمل كمية كبيرة من السائل تتنافر، بينما تتجاذب الأجسام التي تحمل كمية قليلة من السائل. وإذا لامس جسم به فائض من السائل جسمًا آخر قليل السائل يتقاسم الجسمان السائل. وقد أوضحت فكرة فرانكلين كيف تلغي الشحنات المتضادة بعضها بعضًا عندما تتلامس.

استخدم فرانكلين مصطلح موجب للإشارة لما اعتقد أنه فائض من سائل، كما استخدم مصطلح سالب لنقصان السائل. ولم يعرف فرانكلين أن الكهرباء ليست سائلاً، بل يرتبط بشحنات الإلكترونات والبروتونات. ونحن نعرف اليوم أن الأجسام المشحونة بشحنة موجبة تحمل عددًا قليلاً من الإلكترونات، بينما تحمل الأجسام المشحونة بشحنة سالبة فائضًا من الإلكترونات.

وفي عام 1572م، أجرى فرانكلين تجربته الشهيرة التي أطلق فيها طائرة ورقية أثناء عاصفة برقية، حيث اكتسب كل من الطائرة والخيط شحنة كهربائية، فاعتقد فرانكلين أن السحب نفسها مشحونة أيضًا بالكهرباء، كما رسخ في اعتقاده أن البرق شرارة كهربائية هائلة. ومن حسن حظ فرانكلين أن البرق لم يمس الطائرة، إذ ربما أدى ذلك إلى قتله.

وفي عام 1767م، صاغ العالم الإنجليزي جوزيف بريستلي القانون الرياضي الذي يوضح كيف تضعف قوة الجذب بين الجسمين المشحونين بشحنات متضادة كلما زادت المسافة بين الجسمين. وفي عام 1785م، أكد العالم الفرنسي شارل أوغسطين دو كولمبو قانون بريستلي، بنفس الشحنة. ويطلق على هذا المبدأ اليوم اسم قانون كولمبو.

وفي عام 1771م، وجد عالم التشريح الإيطالي لويجي جالفاني أن رجل الضفدعة المقتولة حديثًا ترتعش إذا لُمست بفلزين مختلفين في الوقت نفسه، وحظيت هذه التجربة بانتباه شديد. وفي أواخر تسعينيات القرن الثامن عشر قدم الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا تفسيرًا لذلك، حيث أوضح أن تفاعلاً كيميائيًا يحدث في المادة الرطبة الملامسة لفلزين مختلفين، وينتج عن التفاعل الكيميائي تيار كهربائي. وهذا التيار هو الذي أدى إلى ارتعاش رجل الضفدعة في تجربة جالفاني. جمع فولتا أزواجًا من الأقراص يتكون كل منها من قرص من الفضة وقرص من الخارصين، وفصل بين الأزواج بورق أو قماش مبلل بالماء المالح. وبرص عدد من هذه الأقراص صمم فولتا أول بطارية، وأطلق عليها اسم عمود فولتا.

وتلا ذلك العديد من التجارب على عمود فولتا وعلى الدوائر الكهربائية. واستنبط الفيزيائي الألماني جورج أوم قانونًا رياضيًا يحدد العلاقة بين التيار والفولتية والمقاومة لمواد معينة. وحسب قانون أوم، الذي نشر في عام 1827، تدفع الفولتية الكبيرة تيارًا كبيرًا عبر مقاومة معينة. وبالإضافة إلى ذلك تدفع فولتية معلومة تيارًا كبيرًا عبر المقاومة الصغيرة.

الكهرباء والمغنطيسية. في عام 1820م، وجد الفيزيائي الدنماركي هانز أورستد أن التيار الكهربائي الذي يسري قرب إبرة بوصلة يجعل الإبرة تتحرك. وقد كان أورستد أول من أوضح وجود علاقة محددة بين الكهرباء والمغنطيسية. وخلال عشرينيات القرن التاسع عشر اكتشف أندريه ماري أمبير العلاقة الرياضية بين التيارات والمجالات المغنطيسية. وتعد هذه العلاقة، التي عرفت بقانون أمبير، أحد القوانين الأساسية في الكهرومغنطيسية.

وفي أوائل ثلاثينيات القرن التاسع عشر اكتشف العالم الإنجليزي مايكل فارادي والفيزيائي الأمريكي جوزيف هنري، كل على انفراد، أن تحريك مغنطيس قرب ملف سلكي، يولد تيارًا كهربائيًا في السلك. وأوضحت تجارب تالية أن تأثيرات كهربائية تحدث في أي وقت يحدث فيه تغيير في مجال مغنطيسي. وتبنى التسجيلات السمعية والبصرية والأقراص الحاسوبية والمولدات الكهربائية على هذا المبدأ.

وقد جمع الفيزيائي الأسكتلندي جيمس كلارك ماكسويل كل القوانين المعروفة، ذات العلاقة بالكهرباء والمغنطيسية، في مجموعة واحدة من أربع معادلات. وتصف قوانين ماكسويل، التي نشرت في عام 1865م، بوضوح، كيف تنشأ المجالات الكهربائية والمغنطيسية وتتداخل. وقدم ماكسويل طرحًا جديدًا يقضي بأن المجال الكهربائي المتغير ينتج مجالاً مغنطيسيًا، وقاده ذلك إلى افتراض وجود الموجات الكهرومغنطيسية، المعروفة الآن بأنها تشمل الضوء والموجات الراديوية والأشعة السينية. وفي أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر أوضح الفيزيائي الألماني هينريتش هرتز كيفية توليد الموجات الراديوية، والكشف عنها، ودعم بذلك افتراض ماكسويل. وفي عام 1901م، استطاع المخترع الإيطالي جوليلمو ماركوني نقل الموجات الكهرومغنطيسية عبر المحيط الأطلسي، ممهدًا بذلك لمرحلة الإذاعة والتلفاز وأقمار الاتصالات والهواتف الخلوية.

إنجازات تاريخية في الكهرباء
العصر الإلكتروني. اعتقد الفيزيائي الأيرلندي ج. جونستون ستوني أن التيار الكهربائي ينتج عن حركة جسيمات صغيرة جدًا، مشحونة كهربائيًا. وفي عام 1891م، اقترح أن تسمى هذه الجسيمات الإلكترونات. وفي عام 1897م، أثبت الفيزيائي الإنجليزي جوزيف جون طومسون وجود الإلكترونات، وأوضح أنها تدخل في تركيب كل الذرات. وفي بحث نشر في عام 1913م، قاس الفيزيائي الأمريكي روبرت ميليكان بدقة شحنة الإلكترون.

وفي أواخر القرن التاسع عشر، اكتشف العلماء أن الإلكترونات يمكن فصلها عن أسطح الفلزات وتفريغها في صمام مفرغ. والصمام المفرغ أنبوب زجاجي أزيل عنه معظم الهواء، ويحتوي على أقطاب متصلة بأسلاك تمتد عبر الزجاجة. ويؤدي ربط بطاريات إلى الأقطاب إلى سريان تيار من الإلكترونات داخل الصمام. ويمكن ضبط التيار بالتحكم في الفولتية. وتستطيع الصمامات المفرغة تضخيم التيارات الكهربائية الضعيفة ودمجها والفصل بينها. وقد مهد هذا الاختراع الطريق لصنع أجهزة المذياع والتلفاز وغيرها من التقنيات.

وفي عام 1947م، اخترع الفيزيائيون الأمريكيون جون باردين ووالتر براتين ووليم شوكلي الترانزستور. وتؤدي الترانزستورات نفس وظائف الصمامات المفرغة، ولكنها أصغر من الصمامات المفرغة، وأكثر تحملاً، وتستهلك طاقة أقل. وبحلول ستينيات القرن العشرين حلت الترانزستورات محل الصمامات المفرغة في معظم المعدات الإلكترونية. ومنذ ذلك التاريخ تمكنت شركات الإلكترونات من تصغير حجم الترانزستور إلى حد كبير. واليوم توضع ملايين الترانزستورات، المتصلة بعضها ببعض، في رقاقة واحدة تسمى الدائرة المتكاملة.

التطورات الأخيرة. يزداد الطلب العالمي على الطاقة الكهربائية عامًا بعد عام. وتأتي معظم الطاقة الكهربائية التي نستخدمها من محطات القدرة التي تحرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والزيت والغاز الطبيعي. ويأتي جزء من الطاقة الكهربائية من المحطات النووية والكهرمائية (محطات القدرة المائية)، بينما تأتي كميات صغيرة من الخلايا الشمسية وطواحين الهواء وغيرها من المصادر.

وتثير محدودية مخزون الأرض من الوقود الأحفوري، واحتمال نفاده، قلق الكثيرين. ومن المشاكل الأخرى أن طرق توليد الطاقة الكهربائية المستخدمة حاليًا قد تضر البيئة. ولذلك يحاول العلماء والمهندسون، كما تحاول شركات القدرة الكهرمائية، إيجاد مصادر بديلة للطاقة الكهربائية. ومن هذه البدائل الطاقة الشمسية والجيوحرارية وطاقة الرياح وطاقة المد والجزر. انظر: مخزون الطاقة (المشكلات؛ التحديات).

ويأمل العديد من العلماء أن يؤدي استخدام نبائط كهربائية جديدة إلى الحد من الطلب المتزايد على الطاقة الكهربائية. فالحواسيب على سبيل المثال، قد تتحكم في أنظمة الإنارة التي توفرها المصابيح الضوئية العادية، ولكنها تستهلك خمس الطاقة الكهربائية التي تستهلكها هذه المصابيح. وتمكن الحواسيب ونظم الاتصالات الحديثة الناس من العمل في المنازل، مما يوفر الطاقة المستهلكة في المواصلات

الموضوع منقول


التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

قانون غاوس


قانون غاوس

(3-1)التدفق الكهربائي:

تصور سطحا مساحته (أ) موجود في مجال كهربائي منتظم (مـ) وأ، عددا من خطوط المجال الكهربائي تخترق هذا السطح ولما كان عدد خطوط المجال التي تخترق وحده المساحه العموديه على اتجاه الخطوط يتناسب طرديا مع المجال الكهربائي فان عدد الخطوط التي تخترق المساحه (ا) سيزداد المجال ويقل بنقصانه ويعرف حاصل ضرب المجال الكهربائي (مـ) في المساحه العموديه على المجال بالتدفق الكهربائي

ويعبر رياضيا عن التدفق بالعلاقه التاليه
التدفق = مـ أ جتا <
حيث < الزاويه المحصوره بين اتجاه خطوط المجال والعمودي على المساحه

نتوصل الى الملاحظات التاليه حول التدفق الكهربائي::

أ. يعتمد مقدار التدفق الكهربائي على الزاويه المحصوره بين اتجاه خطوط المجال والعمودي على المساحه كما يعتمد على مقدار كل من (مـ) و(أ)
ب. يكون العمودي على السطح خارجا منه.
ج. يكون التدفق موجبا اذا كانت الخطوط خارجه من السطح
د.يكون التدفق سالبا اذا كانت الخطوط داخله في السطح
هـ . التدفق = عدد خطوط المجال التي تعبر وحدة المساحه من السطح عموديا عليه × مساحه السطح
و. التدفق الكهربائي على أي سطح مغلق مغمور في مجال كهربائي يساوي صفرا لأن قيمته من أحد أوجه السطح تساوي وتعاكس قيمته من الوجهه المقابل فيكون المجموع = صفرا

(3-2) قانون غاوس:
تعليم_الجزائر

لقد وضع العالم الألماني غاوس علاقه تربط بين التدفق عبر سطح مغلق (يدعى سطح غاوس) وقد يكون سطحا حقيقيا أو غالبا افتراضيا والشحنه الكهربائيه الموجوده داخله وتعرف هذه العلاقه باسم قانون غاوس وينص على أن :

” التدفق الكهربائي عبر سطح مغلق يساوي مقدار الشحنه الكليه داخل ذلك السطح مقسومه على السماحيه الكهربائيه للوسط”

(3-3) استخدامات قانون غاوس:
يستخدم قانون غاوس لحساب المجالات الكهربائيه لحالات يكون فيها توزيع الشحنات الكهربائيه على درجه عاليه من التماثل مثل كرات مشحونه بشحنه منتظمه التوزيع أو اسطوانات طويله أو سطوح مستويه ذات أبعاد كبيره جدا

أما قانون كولوم فيستخم لحساب المجالات الكهربائيه لشحنات كهربائيه نقطيه

(3-4) خطوات حساب المجال باستخدام قانون غاوس:

1- اختيار سطح غاوس مناسب نفترض وجوده عند النقطه المراد حساب المجال عندها ويعتمد شكل السطح على توزيع الشحنات كالآتي

* في حاله التوزيع الكروي نختار سطح غاوس كرويا
* في حاله التوزيع الخطي نختار سطح غاوس اسطوانيا
* في حال توزيع الشحنات على صفائح اي توزيع مستوي للشحنات نختار سطح غاوس اسطوانيا

2- حساب مساحه سطح غاوس مع مراعاه اتجاه خطوط المجال بالنسبه للعمودي على المساحه

3- حساب مقدار الشحنه الموجوده داخل سطح غاوس(كثافه طوليه,سطحيه,وحجميه)

4- عند التعويض عن ش نراعي ما يلي

* تعويض ش مقدارا ونوعا فاذا كانت الشحنه سالبه نعوض السالب في قانون غاوس
* الشحنات تستقر على سطح المواد الموصله والسطوح الرقيقه اي أن الشحنه داخل الموصل تساوي صفرا
* تتوزع الشحنات داخل وخارج المواد العازله (غير الموصله) أي أن الشحنه داخل الماده العازله لا تساوي صفرا
__________________


التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

التسجيل Recorder

.يستخدم الحث الكهرومغناطيسى فى جهاز التسجيل حيث تتحول الاشارة الكهربية إلى مجال مغناطسشى يمغنط الشريط فى رأس التسجيل recorder head وعند التشغيل تقوم رأس القارئةplay head بقرائة ما تم تسجيله وتحوله إلى إشارة كهربية

ويحدث نفس الشئ فى القرص الصلب hard disk فى الكمبيوتر حيث تُخزن المعلومات بالمغنطة
ولذلك لا تزول المكعلومات من القرص إذا إنقطع مصدر التيارللكمبيوتر

…….شكراًعلى القراءة……


التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

الموصلات العجيبة عديمة المقاومة

الموصلات العجيبة عديمة المقاومة

بدأت الموصلات الفائقة العاملة عند درجات الحرارة العالية تجد لنفسها استخدامات في عالم الواقع

على مدى عدة أشهر في سنة 1987 ، بدا كما لو أن العالم على وشك أن يتغير .فالقطارات يمكن أن تطير على وسائد مغنطيسية ، و الحواسيب ستكون أسرع ، و الطاقة الكهربائية أرخص ، و الماسحات الطبية medical scanners ستنتشر في مكاتب الأطباء ، وغير ذلك كثير .

و السبب وراء هذه التفاؤلات كان اكتشاف نوع جديد من الموصلات الفائقة من قبل باحثين في الشركة IBM بزوريخ . و هذا النوع من الموصلات هو مادة تكاد تكون أعجوبة ، إذ توصل الكهرباء دون أي فقد في الطاقة .كانت الموصلات الفائقة موجودة منذ عام 1911 ، لكن جميع الأنواع المعروفة كانت تعمل عند درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق ، مما جعلها عديمة الجدوى لجميع التطبيقات ما عدا تلك البالغة التخصص .

أدى هذا الاكتشاف إلى مجموعة من الموصلات الفائقة الأكسيدية تعمل عند درجة حرارة أعلى كثيراً من درجة حرارة النتروجين السائل . فالنتروجين السائل يغلي عند درجة الحرارة 77 كلفن ، مما يجعل إنتاجه أرخص كثيراً و التعامل معه أسهل كثيراً من الهليوم السائل الذي يبرّد الموصلات الفائقة المعتادة .و حاليّاً ، بعد أكثر من عقد من اكتشافهم ، هاهم يدخلون سوقين أكثر قرباً للمستهلكين ، هما خطوط نقل الطاقة و الاتصالات اللاسلكية .

تكمن العقبة الكبرى في تصنيع الكبلات التجارية الفائقة الموصلية التي تعمل عند درحات الحرارة العالية في أن المواد خزفية (سيراميكية ) ، و لذلك فهي هشة جداً .و في عام 1987 أدرك خبير المعادن [من معهد ماساتشوستس للتقانة ] أنه مثلما يمكن بسهولة سحب الزجاج القابل للكسر للحصول على خيوط رفيعة لصنع ألياف بصرية مرنة ، فإن الشيء نفسه يمكن عمله بالنسبة إلى الموصلات الفائقة .

إن فكرة يوريك الأساسية هي وضع حبيبات صغيرة من المادة الفائقة الموصلية قي أنبوبة فضية قطرها نحو قطر ربع الدولار تقريباً . ثم تسحب هذه إلى خيوط رفيعة تضم إلى بعضها و توضع في أنبوبة فضية أخرىو هذه تسطح لتصبح شريطاً فائق الموصلية يكون مرناً إلى حد معقول و لكنه لا يشبه مطلقاً السلك النحاسي في قابليته للثني .

يتكون الكبل من أنبوبة مجوفة يسري فيها مبرّد النتروجين السائل . و تحيط به طبقات من الأسلاك الفائقة الموصلية ، إضافة إلى عوازل ، و كلها محتواة ضمن زجاجة حافظة للحرارة ذات جدار مزدوج . يبلغ قطر المجموعة كلها خمس بوصات ، و لكنها ستكون أرفع في النماذج الإنتاجية .و مع ذلك فهو أرفع من سلك نحاسي يحمل التيار نفسه ، و هذا هو المهم . و لدى تساوي جميع الظروف فإن الوفر المتحقق باستخدام كبل فائق الموصلية ذي كفاءة أعلى ليس في العادة كبيراً لدرجة تجعله يستحق النفقات . و لكن المكسب الأساسي يكمن في إمكانية دفع كمية ضخمة من الطاقة خلال الموصل الفائق بسبب انعدام الناقلية فيه فهو إذاً يحل المشكلة العويصة التي تواجه مهندسي الطاقة في المدن ، و هي أين يمكن و ضع الأسلاك إن لم يكن في قنوات الكبلات المكتظة . من التطبيقات الأخرى المميزة في مجال الطاقة : المنظومة الفائقة الموصلية لتخزين الطاقة المغنطيسية التي يمكن أن تحد من الاضطرابات في شبكات الكهرباء ، و من ثم المحركات و المحولات الخفيفة الوزن .

بدأت الأدوات الفائقة الموصلية تجد طريقها كذلك كمرشحات في الاتصالات اللاسلكية . فالمرشح المثالي يمرر تردداً واحداً فقط ، و لكن في الواقع فإن المقاومة الكهربائية تجعل المرشحات تمرر مجالاً صغيراً من الترددات . أما المرشحات الفائقة الموصلية فهي أكثر انتقائية بكثير بسبب عدم وجود مقاومة كهربائية فيها . أضف إلى ذلك أن جزءاً أصغر من الإشارة يضيع بين الهوائي و المستقبل ، مما يجعل هذه المرشحات شديدة الحساسية . وهذان العاملان أكثر أهمية في الاتصالات الهاتفية الخلوية التي يجب أن تعمل في طيف راديوي مزدحم إلى أقصى حد ،و أن تلتقط الإشارات من أجهزة إرسال ذات قدرة ضعيفة .

حتى الآن لم تحقق أية شركة ربحاً من الموصلات الفائقة التي تعمل عند درجات الحرارة العالية ، و يظل السعر عقبة أمام القبول الواسع . و لكن مع التقدم المطرد في السوق يمكن أن تصل إلى 30 بليون دولار بحلول عام 2022 فإن تلك الموصلات الفائقة قد تبرر التفاؤل الشديد الذي شهده عام 1987 .

من مجلة العلوم
إعداد : عائشة تمور

المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=324


التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

الكهربيه الإنضغاطيه

تعتبرالكهربيه الإنضغاطيه دليلاً على عكسية الظواهر الفيزيائيه
في بعض أنواع البلورات (مثل الكوارتز والتورمالين وتيتانات الباريوم ) تظهر على سطوحها عند ضغطها شحنات كهربيه ذات إشارات متضادة وهي التي تسمىPiezoelectric Materials وقد نجدها في أحذية الأطفال التي تنار عند الضغط عليها, ولها إستخدامات طبيه حيث تستخدم في جهازTransducer الذي يستخدم في الكشف عن الأورام أو فحص الأعضاء الداخليه للجسم.
فإذا ضغطت شريحه من الكوارتز في إتجاه أحد المحاور بحيث ينكمش سمك البلوره , ينشاء عن ذلك ظهور مجال كهربي داخلها ويصبح أحد وجهي البلوره موجباً والوجه المقابل له سالباً . أما إذا أستطالت البلوره فإنه يعاد توزيع هذه الشحنات الكهربيه في الإتجاه المعاكس وتنعكس قطبية الوجهين .
وترجع ظاهرة الكهربيه الأنضغاطيه المتولده في البلوره إلى ظاهرة الإستقطاب المعروفه في العازلات حيث تتولد ثنائية الأقطاب نظراً لإزاحة مركز تأثير الشحنه الموجبه في الشبكه البلوريه عن مركز تأثير الشحنه السالبه فيها .
تعليم_الجزائر

التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

الجذب الكهرساكن و الجذب التثاقلي

الجذب الكهرساكن و الجذب التثاقلي

من الأهمية بمكان مقارنة :
القوى الكهرساكنة و القوى التثاقلية من أجل الإلكترون الدائر حول ذرة الهيدروجين.

الجذب التثاقلي نحو النواة هو:

F= GmM/r² = 4× 10^-47 N

و الجذب الكهرساكن :

F=1/4πε0 e²/r²= 8×10^-8

يبين هذا أن القوة الكهرساكنة أشد بحوالي 10^39 مرة من القوة التثاقلية و بالتالي فإن القوة الكهرساكنة هي المسؤولة عن ربط :

1- الالكترونات بالنوى لتشكل الذرات , و
2- الذرات بالذرات لتشكل الجزيئات ,و
3- الجزيئات بالجزيئات لتشكل أجساما صلبة أو سائلة .
أما من أجل الأجسام الكبيرة التي تحمل شحنة صغيرة نجد أن القوة التثاقلية هي السائدة.

تعليم_الجزائرتعليم_الجزائرتعليم_الجزائر


التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

بحث في الكهرومغناطيسية


الطيف الكهرومغنطيسي
الموجات الكهرومغنطيسية أنماط مرتبطة من القوى الكهربائية والمغنطيسية. تتولد هذه الموجات نتيجة لتذبذب الشحنات الكهربائية وحركتها للأمام وللخلف. وهي تنتقل خلال الفضاء بسرعة الضوء وهي 299,792كم في الثانية. وأبسط الموجات الكهرومغنطيسية هي الموجات المستوية التي تنتقل عبر الفضاء في خطوط مستقيمة. وتتغير شدة الموجة في الفضاء وعبر الزمن بقمم وقيعان متناوبة. وتُسمى المسافة من قمة إلى قمة بالطول الموجي.

الطيف الكهرومغنطيسي يتكون من نطاقات من الأطوال الموجية المختلفة. وأهم أنواع الموجات الكهرومغنطيسية مرتبة ترتيبًا تصاعديًا حسب الطول الموجي هي أشعة جاما، فالأشعة السينية، فالضوء فوق البنفسجي، فالضوء المرئي فالأشعة تحت الحمراء، فالموجات المتناهية الصغر، ثم موجات الراديو. ويبلغ طول أشعة جاما حوالي10-11 م بينما يبلغ طول بعض موجات الراديو الطويلة أكثر من 10,000كم.

ولكل أنواع الموجات الكهرومغنطيسية خواص الضوء المرئي. فهي تنعكس وتنتشر وتنكسر. ويكون اتجاه المغنطيسية في كل الموجات الكهرومغنطيسية عموديًا على اتجاه حركتها، بينما يكون اتجاه القوة الكهربائية عموديًا على اتجاه القوة المغنطيسية واتجاه حركة الموجات. وتساوي شدة القوة المغنطيسية دائمًا شدة القوة الكهربائية.

استخدامات الموجات الكهرومغنطيسية. يستخدم الأطباء أشعة جاما، التي يشعها الراديوم، في علاج السرطان. ويستخدمون كذلك الأشعة السينية لعلاج السرطان، كما يستخدمونها في تحديد مكان الاضطرابات الداخلية وتشخيصها. وتُستخدم الأشعة فوق البنفسجية في المصابيح الشمسية، وفي المصابيح الفلورية، وكمطهر. أما الموجات تحت الحمراء، التي تنبعث من الأجسام الساخنة، فتُستخدم في علاج الأمراض الجلدية، وصقل المينا. وتستخدم موجات المايكروويف؛ أي الموجات المتناهية الصغر، لطهو الطعام، بينما تُستخدم موجات الراديو في الإذاعة المسموعة والمرئية.

ويعتمد الاستخدام التقني للموجات الكهرومغطيسية على السهولة التي يمكن بها التعرف على الأطوال الموجية المختلفة وإنتاجها. ويرتبط الطول الموجي بمعدل اهتزاز الإلكترونات في مصدر الطاقة، فكلما كان الاهتزاز أبطأ ازداد الطول الموجي. وأسهل الموجات إنتاجًا هي الموجات الطويلة. وقد بدأ استخدام موجات الراديو في الاتصالات في أوائل القرن العشرين، ولم يحدث استغلال فعّال للموجات القصيرة إلا بعد تطوير بعض النبائط كالكلايسترون وهو نوع من أنواع صمامات الموجات الدقيقة

وقد أدى تطوير الليزر في أوائل الستينات من القرن العشرين إلى استخدامات جديدة للموجات القصيرة. فعلى سبيل المثال، يمكن الليزر الأشعة فوق البنفسجية وتحت الحمراء من نقل الرسائل الصوتية والإشارات التلفازية.

وهذا مقال كنت كبته على الموقع التعليمي للفيزياء على هذا الرابط به معلومات
http://www.hazemsakeek.com/QandA/EMR…cradiation.htm
+++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++
اما اذا كنت تقصد مقرر الكهرومغنطيسية فهي فرع من فروع الفيزياء يدرس العلاقة بين الكهرباء والمغنطيسية. وتستند المغنطيسية الكهربائية إلى حقيقتين هما: 1ـ التيار الكهربائي ينتج مجالاً مغنطيسيًا 2ـ المجال المغنطيسي المتغير ينتج مجالاً كهربائيًا.

في عام 1820م، اكتشف العالم الدنماركي هانز أورستد أن أي موصل يحمل تيارًا كهربائيًا يُحاط بمجال مغنطيسي. فعندما أحضر إبرة ممغنطة ووضعها بالقرب من سلك يمر به تيار كهربائي تحركت الإبرة، ونظرًا لأن الإبرة الممغنطة لاتتحرك إلا بتأثير قوة مغنطيسية فإن التجربة أوضحت أن التيار الكهربائي ينتج مجالاً مغنطيسيًا.

أعلن العالم الفرنسي أندريه ماري أمبير في العشرينيات من القرن التاسع عشر الميلادي أن التيار الكهربائي هو المسؤول عن إنتاج كل المغنطيسية. واستنتج أن المغانط الدائمة تسري بداخلها تيارات ضئيلة. وقاد العمل الذي قام به كل من أورستد وأمبير إلى تطوير المغنطيس الكهربائي الذي يُستخدم في بعض الأجهزة، كالتلغراف، وجرس الباب. وتتكون معظم المغانط الكهربائية من سلك لولبي ملفوف حول قلب حديدي. ويتمغنط المغنطيس الكهربائي في نفس اللحظة التي يمر فيها تيار كهربائي خلال السلك. وإذا عكس اتجاه مرور التيار الكهربائي انعكست إشارة الأقطاب المغنطيسية المتكونة فيصبح الشمالي جنوبيًا والجنوبي شماليًا.

تنتج المغنطيسية تيارًا كهربائيًا بوساطة الحث (التأثير) الكهرومغنطيسي. وقد اكتشف العالم الإنجليزي مايكل فارادي والعالم الفيزيائي الأمريكي جوزيف هنري، كل على حدة، الحث الكهرومغنطيسي عام 1831م. وفي الحث الكهرومغنطيسي يقوم أي مجال مغنطيسي متغير بإنتاج مجال كهربائي داخل موصل. فعلى سبيل المثال، تسبب حركة مغنطيس داخل لفيفة من السلك تغيُّر فرق الجهد من نقطة إلى أخرى على طول السلك. ويمر تيار في السلك طالما ظلت كمية المغنطيسية متغيرة. ويُعتبر الحث الكهرومغنطيسي أساس عمل المولد الكهربائي. أما في المحرك الكهربائي فتنعكس هذه العملية، إذ يقوم التيار المار خلال السلك بإنشاء مجال مغنطيسي يُسبب حركة السلك.

وفي عام 1864م، استخدم جيمس كلارك ماكسويل التجارب السابقة ليُبين أن المجالين الكهربائي والمغنطيسي يعملان معًا على إنتاج طاقة إشعاعية في شكل موجات كهرومغنطيسية. وأثبت العالم الفيزيائي الألماني هينريتش هرتز، صحة ما توصل إليه ماكسويل عندما اكتشف الموجات الكهرومغنطيسية بعد عشرين سنة.

وهذه محاضراتي في هذا المقرر للمستوى السنة الثانية بكالوريس
http://www.hazemsakeek.com/Physics_L…iclectures.htm

تحياتي