تجدون في الملف المرفق اخطار والنتائج المترتبة عن الاخطارالكهربائية
من اعداد sonalgazhttp://www.2shared.com/file/9840936/…/sonalgaz.html
__________________
الوسم: الكهربائي
القدرة الكهربائي
1-مفهوم القدرة الكهربائية:
إن معضم الأجهزة الكهربائية تحمل على الأقل تسجيلين:
*الأول يعبر عنه بالفولط V ويمثل توثر الإستعمال العادي للجهاز
*الثاني يعبر عنه بالواط W ويمثل القدرة الكهربائية للجهاز.
القدرة الكهربائية مقدار فيزيائي يعبر عن ماذا تفوق الجهاز على الاضاءة أو التسخين أو غير ذلك.
نعبر عن القدرة الكهربائية (P) المستهلكة من طرف جهاز يشتغل بالتيار المستمر (المصباح) بالعلاقة التالية: P = U . I
(w) = (v) . (a)
نطبق العلاقة بالنسبة للتيار المتناوب وفي حالة المصباح والموصلات الأومية.تعتمد على التأثير الحراري للتيار الكهربائي في هذه العلاقة تمثل U القيمة الفعالة للتوثر.وتمثل I القيمة الفعالة لشدة التيار الكهربائي.
2-طبيعة التيار الكهربائي في الفلزات:
تعتبر الفلزات من المصلات الكهربائية .أما البلاستيك والزجاج فهي من العواز الكهربائية .
تجتلف موصلية المواد الموصلة كالفلزات حسب بنيتها المجهرية .تتكون الفلزات من ذارت منظمة بشكل منتضم وتتميز بتوصيل جيد مع الكهرباء لحتواء ذراتها على إلكتونات حرة لا تتوفر الأجسام العازلة على الكتونات حرة لدىفإنها غير موصولة كهربائيا.
التيار الكهربائي في الفلزات ناتج عن إنتقال الإلكترونات الحرة تحركات منتظمة نحو القطب الموجب للمولد أي المنحى المعاكس للمنحى الإسطلاحي للتيار الكهربائي .
3-طبيعة التيار الكهربائي في المحاليل المائية :
أ-تجربة: نبلل ورق ترشيح فوق صفيحة بلاستيكية بمحلول حمض الكبريتيك ونضع في وسطه قطرة من محلول كبريتات النحاس الذي يحتوي على أيون (+Cu2) من محلول برمنغنات البوتاسيوم نصل ورق ترشيح بمولد التيار المستمر (12v) بواسطة الكترود، ثم نغلق الذارة الكهربائية …
نلاحظ انتقال اللون البنفسجي نحو القطب الموجب واللون الأزرق نحو القطب السالب.
******الماء الخالص والماء العادي ومحلول السكر كلها رديئة التوصيل الكهربائي.
******محلول ملح الطعام موصل جيد للكهرباء لأنه يحتوي على أونات سالبة ..
خط السكَّة الحديد الكهربائي
نظام خطوط سكة حديدية تسير بالطاقة الكهربائية. تشمل القطارات التي تسير بالطاقة الكهربائية قطارات الركاب ذات السرعة العالية، وبعض قطارات شحن البضائع، وأنظمة السكة الحديدية تحت الأرض والأخرى المُرتفعة، وعربات الترام التي تُوجد في مدن معينة. تأتي الكهرباء اللازمة لِتَسْيير قطار من مصدر خارجي ـ منشأة طاقة مركزية ـ بدلاً من آلة أو مولِّد يكون على متْن القطار نفسه، وتستمد القطارات الطاقة من خلال سِلْك أو قضيب.
وتفوق سرعة القطار الكهربائي سرعة أي نوع آخر من القطارات. وأسرع قطار كهربائي في العالم هو (تي جي في) أي القطار ذو السرعة العالية وهو موجود الآن في فرنسا. ويسير هذا القطار بين باريس وليون بسرعة يزيد معدلها على 269كم/الساعة.
وللقطارات الكهربائية مزايا أخرى متعددة. فهي أقل ضجيجاً من أنواع القطارات الأخرى، ولايخرج منها الدخان أو العادم. وبالإضافة إلى ذلك، فإن مُنشأة الطاقة تستخدم الفحم الحجري أو الغاز أو الزيت أو الطاقة النووية أو الطاقة المائية لتوليد الكهرباء اللازمة لتسيير قطار كهربائي.
وعلى النقيض من ذلك، فإن قطارات الديزل المستخدمة في كثير من أنظمة السكة الحديدية تعتمد في حركتها تماماً على زيت الديزل.تخِدم خطوط السكة الحديدية الكهربائية المناطق الواقعة ما بين المدن، أي ما بين مدينة وأخرى، كما تَخدِم هذه الخطوط المسافرين داخل المدن نفسها، أو بين المدن وضواحيها.
يمكن لقطار كهربائي أن يستمدَ طاقته بطريقتين: من سلك علوي يُسمى منحنى سلسلي، أو من قضيب ثالث كهربائي. وفي نظام الأسلاك العلوية، تجد هيكلاً فولاذياً ذا مفاصل على قمة القطار يربطه بالمنحنى السلسلي. ويوصل هذا الهيكل الذي يُسمى بنتوغراف أو مِنْساخ الكهرباء من السلك إلى نظام دفعي يشمل مُحركات الجر التي تكون عادة بالقرب من عجلات القطار. وتُدير هذه المحركات عجلات القيادة التي تجعل القطار يسير فعلاً.
وللقطار الذي يستخدم قضيباً ثالثاً جهاز معدني يُسمى حذاء المكبح. وينزلق هذا الجهاز المعدني مع القضيب الثالث، موصلاً بذلك الكهرباء إلى النظام الدفعي. ويستخدم سائق القطار جهازاً يُسمى جهاز التحكم الرئيسي لضبط سرعة القطار. وينظم جهاز التحكم هذا كمية الطاقة الداخلة إلى النظام الدفعي للقطار.
تُزود المنحنيات السلسلية مُعظم القطارات الكهربائية التي تسير إلى المدن بالطاقة اللازمة. ولهذه القطارات قاطرة واحدة أو مجموعة من القاطرات الكهربائية تجرُّ مجموعة من العربات أو شاحنات البضائع. وتزنُ معظم القاطرات الكهربائية ما يتراوح بين 90 و 180 طنًا متريًا. وتتراوح قدرتها بين حوالي 4,000 و 5,000 كيلو وات. وتبلغ سرعتها ما يزيد على 240كم/الساعة.
يزُوّد قضيب ثالث مُعظم القطارات الكهربائية التي تسير عبر المدن المختلفة بالكهرباء اللازمة لها. بعض عربات السكة الحديدية التي تعبر المدن لديها محركات الجر الخاصة بها التي تتراوح قُدرتها بين 89 و210 كيلو وات. وتجر بعض العربات الأخرى قاطرات، أو ترتبط بعربات سكة حديدية لديها محركات دفع. تبلغ السرعة القصوى لعربات السكك الحديدية التي تسير عبر المدن حداً يتراوح ما بين 80 و 120كم/الساعة.
يتميز المختبر المحاكي للواقع بسهولة الاستخدام و يتم نشره بالأوساط العلمية حتى يكون الخيار الأسهل لبناء دوائر كهربائية عبر متصفح الانترنت
المختبر
http://www.dcaclab.com/ar/lab/
درس عملي على قانون أوم
http://www.dcaclab.com/ar/circuits-lessons/1110207
ملاحظة:
يمكن أضافة دروس جديدة عبر الموقع و من خلال مختبر الفلاش الموجد على الموقع
بالتوفيق
سمير صبري
المحرك الكهربائي
نظرية عمله
اذا مر تيار في كهربائي في سلك متقاطع مع مجال مغناطيسي فان السلك يتأثر بقوة تعمل على تحريكه في اتجاه عمودي على كل من اتجاه المجال واتجاه التيار * * أو اذا مر تيار في ملف على شكل مستطيل متقاطع مع مجال مغناطيسي فان الملف يتأثر بعزم ازدواج يعمل على دورانه حول محوره
تركيبه
يشبه تركيب مولد التيار المستمر حيث يتركب من
1. مغناطيس قوي على شكل حذاء الفرس قطباه متقابلان
2. ملف مستطيل الشكل من سلك نحاسي معزول وعدد لفاته كبير ملفوف طوليا حول قلب اسطواني من الحديد المطاوع مكون أقراص رقيقة معزولة للحد من التيارات الدوامية وبحيث يكون الملف والقلب الحديدي قابلان للدوران بين قطبي المغناطيس
3. اسطوانة نحاسية مشقوقة الى نصفين بينهما مادة عازلة ويتصلان بطرفي الملف ويدوران مع الملف ويجب أن يكون المستوى المار بالشق الفاصل لنصفي الاسطوانة عموديا على مستوى الملف
4. فرشتان من الكربون أو المعدن ثابتتان وتلامسان نصفي الاسطوانة أثناء دورانهما وتتصلان بقطبي البطارية
كيفية عمله
1. اذا بدء الملف من الوضع الذي يكون فيه مستواه موازيا لخطوط المجال تكون الفرشاة العليا متصلة بالقطب الموجب وبتطبيق قاعدة فلمنج لليد اليسرى على كل من الضلعين الطويلين للملف نجد أن الضلع العلوي يتحرل الى اليسار كما يشير السهم الأسود في البريمج بينما الضلع السفلي يتحرك الى اليمين ويمكنك استخدام المفتاح الأول – توقف – لتوقيف الملف في الوضع المذكور سابقا
2. بدوران الملف يقل عزم الازدواج تدريجيا لنقص البعد العمودي بين القوتين حتى يصبح مستوى الملف بعد 90 درجة عموديا على خطوط المجال وهنا ينعدم عزم الازدواج ولكن الملف يستمر في الدوران بسبب القصور الذاتي وتلاحظ هذا في البريمج حيث يختفي السهمان باللون الأسود عندما يكون مستوى الملف عموديا على خطوط المجال والفرشتان تلامسان الجزء العازل في الاسطوانة المشقوقة
3. بعد 180 درجة يصبح مستوى الملف في مستوى المجال مرة أخرى ويتبادل نصفا الاسطوانة موضعيهما بالنسبة للفرشتين وبالتالي ينعكس اتجاه التيار في الملف وينعكس اتجاه حركة الضلعين الطويلين ولكن الملف يستمر في الدوران في نفس الاتجاه الدائري ويكون عزم الازدواج نهاية عظمى
4. مع استمرار دوران الملف يقل عزم الازدواج الى أن يصل الى الصفر عند 270 درجة ولكن الملف يستمر في الدوران بسبب القصور الذاتي
5. يستمر الملف في الدوران في نفس الاتجاه الى أن يصل عزم الازدواج الى نهاية عظمى عند 360 درجة وعندها يكون الملف قد دار دورة كاملة وهكذا تتكرر هذه العملية وبذلك تتحول الطاقة الكهربائية الى طاقة ميكانيكية
كيف نزيد من قدرة المحرك
1. بزيادة عدد لفات الملف ولفها حول قلب من الحديد المطاوع المقسم الى شرائح بينها مادة عازلة
2. تقسم الاسطوانة المعدنية الى عدد من القطع ضعف عدد الملفات بحيث يفصل بين هذه القطع مادة عازلة
الكفاءة الميكانيكية للمحرك Mechanical efficient
هي النسبة المئوية لمعدل الشغل الميكانيكي الذي ينجزه المحرك الى القدرة الكلية المغذية له
تزداد كفاءة المحرك كلما قلت مقاومة ملفاته الداخلية
المحرك الكهربائي
المُحَرِّك الكهربائي آلة تحوِّل الطاقة الكهربائية إلى قدرة ميكانيكية لإنجاز عمل. وتُستَخدم المحركات الكهربائية لتشْغيل عدة آلات ومعدات ميكانيكية مثل غسالات الملابس وأجهزة التكييف والمكانس الكهربائية ومجفِّفات الشعر وآلات الخياطة والمثاقب الكهربائية والمناشير. وتشغل أنواعٍ شتى من المحركات الأدوات الميكانيكية، والروبوتات، وأيضاً المعدات التي تسهِّل العمل داخل المصانع.
ويتنوع حجم وسعة المحركات الكهربائية تنوعًا كبيرًا. فقد يكون جهازاً صغيراً يقوم بوظائفه داخل ساعة يد أو محرِّكاً ضخماَ يمد قاطرة ثقيلة بالقدرة. ففي الوقت الذي تحتاج فيه الخلاطات ومعظم أدوات المطبخ الأخرى لمحركات كهربائية صغيرة لأنها تحتاج فقط لقدرة بسيطة، تتطلب القطارات استخدام محركات أكبر وأكثر تعقيدا، ذلك لأن المحرك في هذه الحالة عليه أن يبذل جهدًا كبيرًا في وقت قصير.
وبناء على نوع الكهرباء المستخدمة،
هناك نوعان رئيسيان للمحركات:
1- محركات تعمل بالتيار المتناوب
2- محركات تعمل بالتيار المستمر.
يعكس التيار المتناوب اتجاه سريانه خمسين أو ستين مرة في الثانية. وهو التيار المستعمل في المنازل. وتستعمل محركات التيار المستمر أيضاً بشكل شائع في الأدوات المنزلية. ويسير التيار المستمر في اتجاه واحد فقط، ومصدره الرئيسيّ هو البطارية. وتستخدم محركات التيار المستمر استخداماً شائعا لتشغيل المعدات الميكانيكية في المصانع. كما أنه يستخدم باديء تشغيل في المحركات التي تعمل بالبنزين.
وتعتمد المحركات الكهربائية على مغانط كهربائية لتنتج القوة اللازمة لإدارة الآلات أو المعدات الميكانيكية. وتسمى الآلات أو المعدات التي تدار بالمحرك الكهربائي الحمْل. ويُوصَّل عمود إدارة المحرك بالحمل
أنواع خطوط السكة الحديدية الكهربائية
نبذة تاريخية
القطار الكهربائي يستمد قوته من سلك معلق أو من خط حديدي ثالث مكهرب. في نظام السلك المعلق (في الرسم)، يقوم جهاز البنتوغراف بنقل القوة الكهربائية إلى المحولة. ويصل التيار في النهاية إلى محركات الجر التي تشكل جزءًا من نظام الدفع.
خط السكَّة الحديدية الكهربائي نظام خطوط سكة حديدية تسير بالطاقة الكهربائية. تشمل القطارات التي تسير بالطاقة الكهربائية قطارات الركاب ذات السرعة العالية، وبعض قطارات شحن البضائع، وأنظمة السكة الحديدية تحت الأرض والأخرى المُرتفعة، وعربات الترام التي تُوجد في مدن معينة. تأتي الكهرباء اللازمة لِتَسْيير قطار من مصدر خارجي ـ منشأة طاقة مركزية ـ بدلاً من آلة أو مولِّد يكون على متْن القطار نفسه، وتستمد القطارات الطاقة من خلال سِلْك أو قضيب.
نظام الدفع في قطار كهربائي يشتمل على محرك الجر وعجلة الحركة. ويقوم محرك الجر بإدارة عجلة الحركة التي تجعل القطار يتحرك.
وتفوق سرعة القطار الكهربائي سرعة أي نوع آخر من القطارات. وأسرع قطار كهربائي في العالم هو (تي جي في) أي القطار ذو السرعة العالية وهو موجود الآن في فرنسا. ويسير هذا القطار بين باريس وليون بسرعة يزيد معدلها على 269كم/الساعة. وللقطارات الكهربائية مزايا أخرى متعددة. فهي أقل ضجيجاً من أنواع القطارات الأخرى، ولايخرج منها الدخان أو العادم. وبالإضافة إلى ذلك، فإن مُنشأة الطاقة تستخدم الفحم الحجري أو الغاز أو الزيت أو الطاقة النووية أو الطاقة المائية لتوليد الكهرباء اللازمة لتسيير قطار كهربائي. وعلى النقيض من ذلك، فإن قطارات الديزل المستخدمة في كثير من أنظمة السكة الحديدية تعتمد في حركتها تماماً على زيت الديزل.
َتخِدم خطوط السكة الحديدية الكهربائية المناطق الواقعة ما بين المدن، أي ما بين مدينة وأخرى، كما تَخدِم هذه الخطوط المسافرين داخل المدن نفسها، أو بين المدن وضواحيها.
قطار ركاب في واشنطن دي. سي. يستمد طاقته من قضيب ثالث مُكهرب (مُغَذَّى بالكهرباء). يتم تزويد بعض القطارات الحديثة بالكهرباء بوساطة نظام أسلاك علوية.
أنواع خطوط السكة الحديدية الكهربائية. يمكن لقطار كهربائي أن يستمدَ طاقته بطريقتين: من سلك علوي يُسمى منحنى سلسلي، أو من قضيب ثالث كهربائي. وفي نظام الأسلاك العلوية، تجد هيكلاً فولاذياً ذا مفاصل على قمة القطار يربطه بالمنحنى السلسلي. ويوصل هذا الهيكل الذي يُسمى بنتوغراف أو مِنْساخ الكهرباء من السلك إلى نظام دفعي يشمل مُحركات الجر التي تكون عادة بالقرب من عجلات القطار. وتُدير هذه المحركات عجلات القيادة التي تجعل القطار يسير فعلاً. وللقطار الذي يستخدم قضيباً ثالثاً جهاز معدني يُسمى حذاء المكبح. وينزلق هذا الجهاز المعدني مع القضيب الثالث، موصلاً بذلك الكهرباء إلى النظام الدفعي. ويستخدم سائق القطار جهازاً يُسمى جهاز التحكم الرئيسي لضبط سرعة القطار. وينظم جهاز التحكم هذا كمية الطاقة الداخلة إلى النظام الدفعي للقطار.
القطار الفرنسي (تي جي في) أو القطار السريع من أسرع القطارات الكهربائية في العالم. يسير هذا القطار بين باريس وليون بسرعة بلغ معدلها أكثر من 269كم/س. وهناك قطار جديد تصل سرعته إلى 300 كم/س يعمل بين باريس ومدن شرقي فرنسا. ويستمد طاقته بوساطة نظام أسلاك علوية.
تُزود المنحنيات السلسلية مُعظم القطارات الكهربائية التي تسير إلى المدن بالطاقة اللازمة.
ولهذه القطارات قاطرة واحدة أو مجموعة من القاطرات الكهربائية تجرُّ مجموعة من العربات أو شاحنات البضائع. وتزنُ معظم القاطرات الكهربائية ما يتراوح بين 90 و 180 طنًا متريًا. وتتراوح قدرتها بين حوالي 4,000 و 5,000 كيلو وات. وتبلغ سرعتها ما يزيد على 240كم/الساعة.
يزُوّد قضيب ثالث مُعظم القطارات الكهربائية التي تسير عبر المدن المختلفة بالكهرباء اللازمة لها. بعض عربات السكة الحديدية التي تعبر المدن لديها محركات الجر الخاصة بها التي تتراوح قُدرتها بين 89 و210 كيلو وات. وتجر بعض العربات الأخرى قاطرات، أو ترتبط بعربات سكة حديدية لديها محركات دفع. تبلغ السرعة القصوى لعربات السكك الحديدية التي تسير عبر المدن حداً يتراوح مابين 80 و 120كم/الساعة.
أول خط سكة حديد كهربائي يستمد طاقته من مولِّد شوهد في معرض برلين عام 1879م واشتمل على ثلاث عربات حملت 20 راكبا،ً وسارت بسرعة بلغت 13كم/س.
نبذة تاريخية. كان توماس دافنبورت، وهو حداد أمريكي، أول من بنى نموذجاً لخط سكة حديدية عام 1835م. وبعد بضع سنوات، جاء المخترع الأسكتلندي، روبرت ديفيدسن، فبنى أول قاطرة كهربائية بحجم كامل. وسارت هذه القاطرة على خط سكة حديدية يربط بين أدنبره وجلاسجو. ولكن تكلفة الإمداد بالكهرباء كانت عالية جدًا بالنسبة لاستخدامها العام على خطوط سكك حديدية، إلى أن تم تطوير مولد كهربائي في منتصف القرن التاسع عشر الميلادي. انظر: القوس الكهربائي.
استطاع هذا القوس الكهربائي توليد جُهد كهربائي عال (فُولتية) بتكلفة منخفضة، وجعل من الممكن إنشاء خط سكة حديدية كهربائي حديث. كانت أول قاطرة كهربائية استمدت طاقتها من قوس كهربائي بوساطة قضيب ثالث قد عُرضت في برلين، بألمانيا، في عام 1879م.
تم تشغيل أول خط سكة حديدية كهربائي تجاري على الشارع في مدينة ليشترفيلد، بألمانيا، في عام 1881م. وفي عام 1887م، أنشأ المخترع الأمريكي، فرانك ج سبراج خط سكة حديدية في ريتشموند، بفرجينيا. وكان هذا أول نظام خط سكة حديدية كهربائي كبير.
حدثت عملية كهربة الخطوط الحديدية بين المدن على نطاق واسع في أوروبا في أواخر الأربعينيات من القرن العشرين. وكان من أول القطارات الكهربائية السريعة الحديثة القطار الياباني شنكانسن المعروف بقطار الطلقة النارية. وبدأ تشغيله في عام 1964م، أما القطار الفرنسي السريع (تي جي في) فقد افُتتح خطه في عام 1981م.
المصدر الموسوعة العربية العلمية
بحيث اذا لمستها يد الانسان فأنها ستؤدي به للصاعقه الكهربيه
لكن الطير اذا وقف عليها لا يصاب بذلك لماذا ؟؟
كما هو معروف أن جريان التيار الكهربائي لا يمكن أن يتم أو يسير عبر الجسم أو السلك
إلا بوجود نقطتان مختلفتان في الجهد تتصلان بطرفي الجسم أو السلك كما هو حادث
عندما تقوم بتوصيل السلك على طرفي البطارية .
والطير عندما يجلس على سلك الكهرباء سواء برجل أو رجلين فإن التيار لا يمكن أن يسير
من خلاله ( الصعق الكهربائي ) لعدم اتصال الجسم بطرف ثاني …
لكن … وهنا مكمن الخطر … بمجرد اتصال أي جزء من الطير بالارض أو بشجرة فهنا تتكون
دائرة كهربائية ويصبح جسم الطير موصل للكهرباء فيصاب الطير بالصعق الكهربائي ……فيمــــــــــــــــــوت …
الصعق الكهربائي لا يحدث إلا عندما يكون هناك دائرة كهربائية حولي الجسم .
ولذلك ينصح العاملون في مجال الصيانة الكهربائية بلباس الاحذية العازلة والتي
تفصل جسم الانسان عن الارض ..
ولكن هذا الطرح يوصلنا معلومه هامه وهي أنه
عندما يتوقف قلب الإنسان عن العمل يستخدم الأطباء صعقات كهربائيه لا تؤدي إلى موته
يرجع ذلك إلى :
1 – مقدار التيار الذي تعرض له الانسان
2- الفترة الزمنية التي تعرض لها جسم الانسان للصعق الكهربائي .
فمثلاً الانسان عندما يتعرض لتيار كهربائي وبصفة مستمرة في حدود 0.5 ملي امبير
أو أقل فإنه لا يمكن له أن يشعر به وكأن شي لم يكن .
وعندما يتعرض لتيار لتيار في حدود 0.5 إلى 5 ملي امبير وبصفة مستمرة
فإن الانسان يبدأ بالشعور بالألم في أطراف الاصابع والذراع …
ومع هذا فإن الانسان لا تصاب عضلاته بالتشنج ولذلك فإنه يستطيع التحكم بنفسه
ويستطيع التخلص من هذه الكهرباء .
وعندما يتعرض لتيار في حدود 5 إلى 30 ملي امبير لعدة دقائق فإنه يتشنج
ولا يستطيع التحكم بنفسه ويصاب بصعوبة في التنفس وارتفاع الضغط .
من ذلك نصل إلى نتيجه وهي أن الانسان لا يمكن أن يموت بمجرد تعرضه للكهرباء
وبالتالي فإن الاطباء عندما يعرضون المريض للصعق الكهربائي فإن التيار المستخدم
لا بد أن يكون في الحدود المقبولة والتي لا تقتل الانسان
وإنما يكون دورها في تعريض القلب لضربات وصدمات لعله يسترجع حركته ونبضاته …
ولن يكون ذلك إلا بإذن الله سبحانه وتعالى
منقول
الجهد الكهربائي
(4-1) الجهد الكهربائي
يعرف الجهد الكهربائي لنقطه بأنه الشغل المبذول في تحريك وحده الشحنات الكهربائيه من المالانهايه الى تلك النقطه دون احداث اي تغيير في طاقتها الحركيه
أي ان ط و = ش جـ
ويقاس الجهد بوحده ( جول/كولوم) المسماه فولت والجهد كميه قياسيه قد تكون موجبه وقد تكون سالبه حسن نوع الشحنه
(4-2) فرق الجهد بين نقطتين في مجال كهربائي منتظم:
يحسب فرق الجهد بين نقطتين واقعتين في مجال كهربائي منتظم باستخدام العلاقه
جهد بين ا و ب = مـ ف جتا الزاويه
حيث مـ مقدار المجال الكهربائي المنتظم
ف البعد بين النقطتين ( أ و ب)
والزاويه المحصوره بين اتجاه المجال واتجاه المسافه بين أ و ب
(4-3) الجهد الكهربائي لموصل كروي مشحون:
من المعلوم ان الشحنات الكهربائيه تستقر على السطح الخارجي للموصل وبالتالي فان المجال الكهربائي داخل الموصل يساوي صفرا وعند حساب الجهد الكهربائي على سطح الموصل الكروي فان الجهد يعطى بالعلاقه
جـ = (9×10^9 × ش ) ÷ نق
أي ان الجهد عند النقاط جميعا على سطح الموصل يكون متساويه
أما لمعرفه الجهد داخل الموصل فتصور موصلا مشحونا ولنفرض اننا نقلنا شحنه من النقطه أ على سطح الموصل لنقطه ب داخل الموصل فالشغل اللازم لنقل الشحنه
ش أ الى ب = ش(جهد ب أ ) = ش(مـ)(ب أ)جتا <
وبما أن مـ داخل الموصل تساوي صفر
اذن ش أ الى ب = ش (جهد ب – جهد أ )= صفر
أي أن جـ ب = جـ أ
ومعنى هذا أن الجهد عند أي نقطه داخل الموصل يساوي الجهد على السطح
واذا كان الموصل موجودا في مجال شحنات كهربائيه عده فان الجهد الكلي يساوي جهده بفعل شحنته ويسمى الجهد المطلق له مضافا اليه الجهد بفعل الشحنات الأخرى المحيطه به ويسمى الجهد الحثي
(4-4) سطح تساوي الجهد
ان الجهد الكهربائي لشحنه نقطيه يعطى بالعلاقه التاليه
جـ = 9×10^9 جـف
ونستدل من هذا العلاقه ان النقاط التي تقع على نفس البعد عن الشحنه يكون لها نفس الجهد اي ان المحل الهندسي لهذا النقط وهو سطح كره نصف قطرها ف ومركزها مركز الشحنه يسمى سطح تساوي الجهد
وتتميز بما يلي
1- لا تتقاطع فلو تقاطع سطحان فهذا يعني ان النقطه الواحده لها جهدان مختلفان وهذا غير ممكن حسب العلاقه اعلاه
2- سطوح تساوي الجهد متعامده مع خطوط المجال الكهربائي
المجال الكهربائي
(2-1) المجال الكهربائي:
تعلم أن الشحنة الكهربائية تستطيع أن تجذب أو تدفع شحنة أخرى بقوة تتوقف على مقدار كل من الشحنتين والبعد بينهما. فلو فرضنا أن شحنة كهربائية نقطية موجبة وضعت للاختبار بالقرب من جسم مشحون فإن هذه الشحنة تتعرض لقوه جذب أو دفع تنشأ عن الشحنة المو جده على الجسم وإذا نحن غيرنا موضع شحنة الاختبار بالنسبة للجسم المشحون فإن القوة الكهربائية تتغير تبعا لقانون كولوم وهذا يدل على أن شحنة الجسم تولد حولها خاصية جدية تظهر على شكل قوه كهربائية ولما كانت هذه القوة تنقص بازدياد البعد فإنه لأمر طبيعي أن يضعف الأثر الكهربائي لشحنة الجسم تدريجيا حتى يتلاشى في نقطة تبعد بعدا كافيا عنهما.
والمنطقة المحيطة بالشحنة والتي تظهر فيها آثار القوى الكهربائية على غيرها من ألشحنات تسمى بالمجال الكهربائي للشحنة.
وتعرف شده المجال الكهربائي (مـ) عند نقطة في المجال بأنها القوة التي يؤثر بها المجال على وحده الشحنات الموجبة الموضوعة في هذه النقطة.
مـ = قش
لكن ق =( 9×10^9 * ش*ش.)ف^2 حسب قانون كولوم
بالتعويضعن ق في مـ
مـ =( 9×10^9 ش*ش.)(ف^2*ش.)
مـ =( 9×10^9 ش)ف^2
حيث مـ شده المجال الكهربائي الناشيء عن الشحنه ش ويحدد مقدارا واتجاها
*مقدارا يحسب من العلاقه السابقه
*اتجاها ::::
1- نفرض وجود شحنه نقطيه موجبه (ش.) تبعد ف عن ش
2- نحدد اتجاه حركه (ش.) بالنسبه ل (ش)
3- اتجاه حركه (ش.) هو اتجاه المجال الكهربائي عند هذه النقطه وبصوره عامه يكون اتجاه المجال داخلا في الشحنه السالبه وخارجا من الشحنه الموجبه
وتقاس مـ بوحده (نيوتن/كولوم)
ش => الشحنه المراد حساب المجال الناشيء عنها وتقاس بالكولوم
ف=> بعد النقطه المراد حساب المجال عندها عن (ش) وتقاس بالمتر
ش.=> الشحنه النقطيه الموجبه حره الحركه والتي تتاثر في المجال الكهربائي النائي عن ش وتقاس بالكولوم
ملاحظه::: اذا كانت النقطه متأثره من أكثر من مجال نحسب المجال المحصل عن هذه النقطه باستخدام قواعد المحصله
ملاحظة::: تسمى النقطه التي يكون عندها المجال الكهربائي صفرا نقطه التعادل
يمكن تمثيل المجال الكهربائي بيانيا لشحنة أو عدد من الشحنات بخطوط وهمية تسمى خطوط المجال الكهربائي وكل خط من هذه الخطوط يدل على الطريق الذي تسلكه وحدة الشحنات الموجبة عند تحركها في المجال الكهربائي بتأثير القوة التي يؤثر بها المجال عليها.
1- خطوط المجال تبتعد عن الشحنة الموجبة وتتجه نحو الشحنة السا لبة.
2- تتباعد خطوط المجال لشحنة مفرده كلما ابتعدنا عن الشحنة أي أن كثافتها (عددها الذي يخترق وحدة المساحه) تقل مع ازدياد بعدها عن الشحنة.
3- تتناسب شدة المجال الكهربائي طرديا مع عدد خطوط المجال المارة عموديا على وحدة المساحة أي تدل كثافة الخطوط في منطقة ما على مقدار المجال في تلك المنطقه.
4- يدل اتجاه المماس لخط المجال في نقطة ما على اتجاه المجال عند تلك النقطة.
5- خطوط المجال الكهربائي لا تتقاطع لأنه لا يكون لشدة المجال الكهرباي عند نقطة إلا اتجاه واحد.
6- يتناسب عدد الخطوط الخارجة من الشحنة الموجبة أو الداخلة في الشحنه السالبة تناسبا طرديا مع مقدار الشحنة.
يقسم المجال الكهربائي إل:
أولا::: مجالا كهربائيا منتظما
أ-وهو المجال الذي ينشأ بين صفيحتين مشحونتين متوازبتين.
ب- خطوط المجال المنتظم تكون متوازية والبعد بينها متساوي.
جـ- مقدار المجال الكهربائي المنتظم ثابت في كل نقطة تقع في المجال أي أن عددخطوط المجال التي تخترق وحدة المساحه العمودية ثابت عند أي نقطة
د- اتجاه المجال الكهربائي المنتظم ثابت في كل نقطة في المجال.
ثانيا::: مجالا كهربائيا غير منتظما
أ- وهو المجال الذي ينشأ عن الشحنات المفردة.
ب – خطوط المجال غير المنتظم تتباعد عن بعضها كلما ابتعدنا عنالشجنه
جـ- مقدار المجال الكهربائي غير المنتظم متغير في كل نقطة في المجالأي أن عدد خطوط المجال التي تخترق وحده المساحه العموديه لا يكون ثابتا
د-اتجاه المجال الكهربائي متغير في كل نقطة في المجال.
اذا وضعت شحنه نقطيهفي مجال كهربائي منتظم فان المجال سيؤثر على الشحنه بقوه كهربائيه
ق=مـ ش
وهذه القوه حسب قانون نيوتن الثاني ستكسب الشحنه تسارعا حيث
مجموع ق = ك ت
وهذا التسارع سيؤدي الى تغير سرعه الشحنه في زمن محدد وبالتالي فان الشحنه ستقطه المسافه بين اللوحين في زمن مقداره (ز) ويمكن حساب كل من (ع1,ع2,ف,ز) باستخدام معادلات الحركه
ع2= ع1+ت ز
ع2^2=ع1^2+2 ت ف
ف= ع1 ز+ 0.5 ت ز ^2
مع مراعاه كون الحوكه في بعد واحد أو في بعدين( حركه افقيه أو عموديه) كما في حركه المقذوفات.
كما ان المجال يبذل شغل على الشحنه تساوي( ق ف جتا <) حيث < الزاويه بين (ق) و (ف) ويصرف هذا الشغل كله لإكساب الجسم طاقة حركيه حيث ش( الشغل) = ط ح 2 – ط ح 1
__________________