مذكرة المجالات الكهربائية فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول
مذكرة المجالات الكهربائية فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول
مرفق لكم مذكرة المجالات الكهربائية فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول مناهج الامارات
معلومات المذكرة
- نوع الملف: مذكرة
- المادة: فيزياء
- الصف: الثاني عشر متقدم
- الفصل الدراسي: الفصل الأول
- صيغة الملف: pdf متاح للتحميل
[highlight color=”blue”]صندوق تحميل الملف[/highlight]
[ توليد المجالات الكهربائية وقياسها ]
تفسير مایکل فار ادای أن الجسم A المشحون كهربائياً يؤثر بقوة في جسم آخر B مشحون كهربائية عندما يكون موضوعاً في أي مكان في الفراغ أو الوسط – بسبب أن الجسم A يجب أن يغير بطريقة ما من خصائص ذلك الوسط ، وسيستشعر الجسم B بطريقة ما ذلك التغير في الفراغ أو الوسط ، وسيتأثر بقوة ناجمة عن التغير في خصائص الوسط في موقعه .
المجال الكهربائي :
” هو تغير خاصية الوسط في المنطقة المحيطة بالشحنة الكهربائية ”
” هو المنطقة المحيطة بالشحنة الكهربائية ، والتي يظهر فيها أثر قوتها الكهربائية”
ملاحظات هامة :
- المجال الكهربائي لا يعني التفاعل بين جسمين عن بعد، بل يعني التفاعل بين الجسم والمجال الكهربائي عند موقع الجسم
- يمكن للقوى التي تؤثر بها المجالات الكهربائية أن تبذل شغلا ، فتنتقل الطاقة من المجال إلى جسم آخر مشحون
[ قياس ( تحديد ) المجال الكهربائي ]
- لتحديد وقياس مجال كهربي تستخدم شحنة صغيرة موجبة تسمى ” شحنة الاختبار ” ، فإذا تأثرت شحنة الاختبار بقوة فسيكون هناك مجال كهربي .
شحنة الاختبار :
” هي شحنة صغيرة موجبة تستخدم لقياس شدة مجال كهربائي - نحسب القوة المؤثرة في شحنة الاختيار (\q) ، حيث نجد أن هذه القوة ستتناسب طرديا مع مقدار شحنة الاختبار، وذلك حسب قانون كولوم ، لذلك تبقى النسبة بين القوة والشحنة ثابتة وتسمى “شدة المجال الكهربائي “
شدة المجال الكهربائي :
” هو حاصل قسمة مقدار القوة المؤثرة في شحنة اختبار موجبة على مقدار تلك الشحنة ”
وتقاس شدة المجال الكهربائي بوحدة :
نيوتن / كولوم (N/C )
ويكون اتجاه المجال الكهربائي في نفس اتجاه القوة المؤثرة في شحنة
العوامل التي تتوقف عليها هدة المجال الكهربائي عند نقطة .
- مقدار القوة المؤثرة .
- موقع هذه النقطة .
ملاحظات هامة :
- يمكن تمثيل المجال الكهربائي بمتجهات تبين شدة المجال عند مواقع مختلفة ، حيث يدل طول السهم على شدة المجال ، أما اتجاه السهم فيدل على اتجاه المجال .
- لإيجاد المجال الكهربائي الناشئ عن شحنتين عند نقطة ما، يتم إيجاد المجال الناشئ عن كل شحنة على انفراد عند تلك النقطة ، ثم يجمع هذان المجالان جمعة اتجاهياً.
- أي شحنة توضع في مجال كهربائي ستتأثر بقوة ناتجة عن المجال الكهربائي في ذلك الموقع (و حيث يعتمد مقدار هذه القوة على : أ. مقدار المجال الكهربائي . به مقدار الشحنة . ويعتمد اتجاه هذه القوة على اتجاه المجال ، وعلى نوع الشحنة المتأثرة .
[ تمثيل المجال الكهربائي ]
خطوط المجال الكهربائي ( خطوط القوة ) :
” هي خطوط تستخدم لتمثيل المجال الكهربائي الفعلي في الفراغ أو الوسط المحيط بالشحنة
خطوط المجال الكهربائي
- يكون اتجاه المجال الكهربائي عند أي نقطة هو اتجاه المماس المرسوم على خط المجال عند تلك النقطة.
- تشير المسافات بين خطوط المجال الكهربائي إلى شدة المجال الكهربائي ، فكلما كانت الخطوط متقاربة كان المجال قوية ، وكلما تباعدت الخطوط كان المجال الكهربائي ضعيفا .
- تنتشر خطوط المجال في ثلاث أبعاد ( إلا أنه يتم تمثيلها في بعدين فقط ).
- يكون اتجاه خطوط المجال الكهربائي في اتجاه القوة المؤثرة في شحنة اختبار موجبة ، أي أن خطوط المجال الكهربائي تخرج من الشحنة الموجبة وتدخل إلى الشحنة السالبة .
- خطوط المجال الكهربائي لا يمكن أن تتقاطع مطلقا .
- خطوط المجال الكهربائي خطوط وهمية لا مجال لها في الواقع .
ملاحظة هامة :
عندما يكون هناك شحنتان أو أكثر فإن المجال الناتج يكون حاصل الجمع الاتجاهي للمجالات الناتجة عن هذه الشحنات، وعندها تصبح خطوط المجال منحنية وأنماطها أكثر تعقيدا من كل شحنة على حده .
مولد فان دي جراف :
هو عبارة عن جهاز يعمل على نقل كميات كبيرة من الشحنات الكهربائية من جزء محدد من الآلة إلى طرفها العلوي الفلزي من خلال حزام متحرك عند قاعدة الجهاز ، ويبذل المحرك الشغل اللازم لزيادة فرق الجهد الكهربائي .
عندما يلمس شخص القبة الفلزية لمولد فان دي جراف يشحن كهربائية ، وتؤدي الشحنات إلى تنافر شعر الشخص ليأخذ اتجاه خطوط المجال الكهربائي .
س: كيف يعمل مولد فان دي جراف ؟
- يولد الجهاز الكهرباء الساكنة الى الحزام المتحرك في الطرف الأسفل
- تنتقل الشحنات من الحزام المتحرك الى القبة الفلزية في الطرف العلوي B
- يبذل المحرك الكهربائي الشغل اللازم لزيادة فرق الجهد الكهربائي مما يؤدي لتراكم الشحنات في القبة الفلزية
س فسر لماذا تستمر الشحنات في التراكم على القبة الفلزية لمولد فان دي جراف ولماذا لا تتنافر الشحنات لتعود إلى الحزام عند النقطة B
لان الشحنات الموجودة على القبة الفلزية لا تولد مجالا كهربيا داخلها وتنتقل الشحنات فورا من الحزام إلى السطح الخارجي للقية حيث لا يكون لها أي تأثيرات في الشحنات الجديدة التي تصل إلى النقطة B
[ تطبيقات المجالات الكهربائية ]
قد يؤدي الشغل المبذول في تحريك جسيم مشحون في مجال كهربائي إلى اكتساب هذا الجسيم طاقة وضع كهربائية أو طاقة حركية أو كلاهما .
[ الطاقة والجهد الكهربائيان ]
لتحريك إحدى شحنتين مختلفتين في النوع وإبعادها عن الأخرى ، يجب بذل شغل للتغلب على قوة الجذب بينهما ، فتنتقل طاقة إلى تلك الشحنة تختزن فيها على شكل طاقة وضع كهربائية، وكلما زاد مقدار الشحنة ، كانت الزيادة في طاقة وضعها الكهربائية ( Δ PE ) أكبر .
فرق الجهد الكهربائي (ΔV) بين نقطتين :
” هو حاصل قسمة مقدار الشغل المبذول لتحريك شحنة اختبار موجبة بين نقطتين داخل مجال كهربائي على مقدار تلك الشحنة ”
” هو النسبة بين الشغل اللازم لتحريك شحنة اختبار موجبة بين نقطتين داخل مجال كهربائي ومقدار تلك الشحنة ”
العوامل التي يتوقف عليها فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين
١- المجال الكهربائي .
٢- الإزاحة .
ملاحظات هامة :
- عند تحريك شحنة اختبار موجبة بعيدا عن شحنة سالبة ، فإن القوة المؤثرة تكون في نفس اتجاه الإزاحة ، ويكون الشغل المبذول على الشحنة موجبا ، وبالتالي يكون التغير في فرق الجهد موجبا ( يزداد الجهد الكهربائي )
- عند تحريك شحنة اختبار موجبة نحو شحنة سالبة ، فإن القوة المؤثرة تكون عكس اتجاه الإزاحة، ويكون الشغل المبذول على الشحنة سالبا ، وبالتالي يكون التغير في فرق الجهد سالبا ( يقل الجهد الكهربائي).
- فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين لا يعتمد على المسار الذي يسلك أثناء الحركة من نقطة إلى أخرى ، وإنما يعتمد على موقع النقطتين .
- عند تقريب شحنتين متشابهتين ( موجبتين أو سالبتين ) يكون الشغل المبذول موجب فتزداد طاقة وضعهما الكهربائية، وبالتالي يزداد فرق الجهد الكهربائي بينهما، أما عند إبعاد الشحنتين المتشابهتين يكون الشغل المبذول سالب فتقل طاقة وضعهما الكهربائية ، وبالتالي يقل فرق الجهد الكهربائي بينهما .
