الفصل الاول

ملزمة وحدة المكثفات 2020 – 2021 فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول

ملزمة وحدة المكثفات 2020 – 2021 فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول

مرفق لكم ملزمة وحدة المكثفات 2020 – 2021 فيزياء صف ثاني عشر متقدم فصل أول مناهج الامارات .

معلومات المذكرة :

  • نوع الملف: ملزمة
  • المادة: فيزياء
  • الصف: الثاني عشر متقدم
  • الفصل الدراسي: الفصل الأول
  • صيغة الملف : pdf بي دي اف متاح للتحميل

صندوق تحميل الملف

المكثفات

السعة الكهر بائية

ـ المكثف يتكون من موصلين منفصلين ـ لوحين ـ من مادة موصلة بينهما مادة عازلة ـ مايلار

ـ المكثفات أنواع ـ الكروي والاسطواني والمستوي

ـ مكثف المستوي ـ يتكون من لوحين موصلين متوازيين مساحة كل منها ال A    ـ المساحة

المشتركة بينهما ـ والمسافة ا  لرأسية نين اللوحين هي q ويشحن المكثف بحيث كل لوح يحل نفس

مقدار الشحنة ولكن تخالفها بالاشارة

ـ ينثا بين اللوحين مجال كهر بائي منتظم ـ شديد الانحدار ـ لذللك يكون

المحال بين اللوحين أكبر بكثير عن خارجهما

ـ يمكن تمثيل الجهد الكهر بائي الناتج عن المكثف المستوي بخطوط كنتورية

للجهد شكل a

ـ في الشكل b أضيفت خطوط المجال الكهربائي الى الخطوط الكنتورية للجهد

ـ في الشكل c يمثل المجال النقاط على المستوى XY والأسهم تدل على المجال المنتظم بين اللوحين

السعة الكهربائية للمكثف C

ـ يتناسب فرق الجهد A V بين اللوحين طرديا مع كمية الشحنة على اللوحين

ـ ثابت التناسب يسمى السعة الكهربائية وهي ثابتة للمكثف الواحد ولا تعتمد على شحنة المكثف او

جهده تعطة السعة الكهربائي بالعلاقة  وحدة قياس السعة الكهربائية الفاراد F والفارد مقدار كبير للسعة

الدوائر الكهربائية للمكثفات

مكونات الدائرة الكهربائية البسيطة

ـ تتكون الدائرة الكهربائية البسيطة من

1ـ اسلاك توصيل بسيطة ـ او أي مسارات أخرى موصلة تصل بين عناصر الدائرة ومصدر الطاقة

2 ـ مصدر طاقة ـ أي مصدر للطاقة بطاريات ـ تيار مستمر DC ـ او مصدر طاقة AC

تيار متناوب

3 ـ عناصر الدائرة مثل مكثف مقاومة

رموز عناصر الدائرة المستخدمة في هذه الوحدة

الجلفانومتر                                             السلك

الفولتميتر                                              المكثف

الاميتر                                                   المقاوم

البطارية                                                المحث

مصدر تيار متناوب                               المفتاح

شحن المكثف وتفريغه

شحن المكثف

1 ـ توصيل المكثف بمصدر طاقة ذو فرق جهد ثابت للشحن توصيل المفتاح بالنقطة a من الشكل المجاور

2 ـ تتدفق الشحنات الى المكثف الى ان يتساوى فرق الجهد للمكثف مع فرق الجهد للمصدر

3 ـ إذا فصل المكثف عن المصدر فإنه يحتفظ بشحنته وبفرق الجهد

تفريغ المكثف

1 ـ لتفريغ المكثف يفصل عن المصدر ويتم توصيله بعنصر من الدائرة لتفريغ المكثف وتوصيل المفتاح بالنقطة b من الشكل المجاور

2 ـ تتدفق الشحنات من لوح لآخر عبر العنصر الى ان يتبدد شحنة المكثف

3 ـ ينخفض فرق الجهد بين اللوحين الى الصفر ـ تم تفريغ المكثف من شحنته

المكثف متوازي اللوحين والنوع الأخرى من المكثفات

أولا ـ المكثف المستوي متوازي اللوحين

ـ يتكون من لوحين فلزيين متوازيين موضوعين بالفراغ

ـ توضع شحنة سالبة على احدهما وموجبة على الاخر

متساويتين بالمقدار ومختلفتين بالإشارة

ـ اللوحين قربيبن جدا من بعضهما بحيث تكون  d صغيرة جدا و A كبيرة

ـ يتم التغاضي عن المجال الكهربائي الصغير خارج حيز اللوحين

ـ المجال الكهربائي بين اللوحين E منتظم ثابت ويكون دائما متعامد على اللوحين

السعة الكهربائية للمكثف المستوي

ـ من حساب التكامل فإن

 

من العلاقة السابقة نلاحظ ان سعة المكثف تعتمد على ابعاده الهندسية والمادة العازلة بين لوحيه

ثانيا ـ المكثف الاسطواني

ـ يتكون من اسطوانتين موصلتين متحدتي المركز بالمحور ويوجد بينهما فراغ

ـ نصف قطر الأسطوانة الداخلي r ونصف قطر الأسطوانة الخارجي r2 وطول كل من الاسطوانتين L

ـ الأسطوانة الخارجية تحمل الشحنة السالبة -q الأسطوانة الداخلية تحمل الشحنة السالبة +q

ـ السعة الكهربائية للمكثف الاسطواني من حساب التكامل فإن

 

ـ يعتمد سعة المكثف الاسطواني على ابعاده الهندسية فقط والمادة العازلة بين الاسطوانتين

 

ثالثا ـ المكثف الكروي

ـ يتكون من جسمين كرويين موصلين متحدى المركز ولديه نصفى قطر r1 , r2

ـ الجسم الكروي الداخلي يحمل الشحنة الموجب +q

ـ والجسم الكروي الخارجي يحمل الشحنة السالبة -q

ـ يتعامد المجال الكهربائي على كل من سطح الجسمين الخارجي والداخلي

ـ السعة الكهربائية للمكثف الكروي من حساب التكامل فأن

 

ـ يعتمد سعة المكثف الكروي على ابعاده الهندسية فقط والمادة العازلة بين الجسمين الكرويين

السعة الكهربائية للموصل الكروي المفرد

ـ يمكن الحصول على سعة موصل كروي مفرد باعتبار ان الموصل الكروي الخارجي بعيد بشكل نهائي حيث R = r1 , a = r2

المكثفات في الدوائر الكهربائية

ـ يتم توصيل المكثفات بالدوائر الكهربائية بطرق مختلفة وهناك طريقتي

أساسيتين لعملية توصيا المكثفات

أولا ـ المكثفات المتصلة على التوازي

ـ يتصل كل لوح من جميع المكثفات بنفس قطب البطارية

ـ فرق الجهد الكهربائية للمكثفات متساوي ويساوي جهد البطارية

AV= AV = AV1 = AV2 = AV3 =

ـ الشحنة الكلية للمكثفات تتوزع على كل المكثفات بنسبة سعاتها

Qt= q1 + q2 + q3 + q3 = C3 AV

وبالتالي فإن q1 = C1 AV           q2 = C2 AV

ـ السعة الكهربائية المكافئة لمجموعة مكثفات متصلة على التوازي

Ceq = C1 + C2 + C3 +

ـ في حالة المكثفات المتماثلة بالسعة الكهربائية فإن السعة المكافئة

ـ Ceq = Nc  حيث ان n عدد المكثفات المتماثلة المتصلة على التوازي وبالتالي تكون شحنة كل

منهما متساوية ومجموعها تساوي الشحنة الكلية

من خصائص التوصيل على التوازي

ـ السعو المكافئة تساوي المجموع لجبري لسعات المكثفات

ـ السعة المكافئة تكون أكبر سعة لمكثف من المكثفات المتصلة على التوازي

ـ بزيادة عدد المكثفات فإن السعة المكافئة تزداد

ـ الهبوط بالجهد لكل مكثف مساوي لهبوط لجهد لكل مكثف ويساوي الجهد فرق الجهد الذي توفره البطارية

ثانيا ـ المكثفات المتصلة على التوالي

ـ تنتج البطارية شحنة كهربائية تكون متساوية على كل مكثف وذلك بسبب حدوث الحث الذي يحدث من اللوح الأول للمكثف الى اللوح الاخر وهكذا

ـ فرق الجهد الكلي الذي توفره البطارية مجموع الهبوط بالجهد بالمكثفات وبالتالي فإن

AVt = av = AV1 = AV2 = AV3

ـ الشحنة الكلية التي تنتجها البطارية تساوي شحنة كل مكثف

. qt = q1 = q2 = q3 =

ـ السعة الكهربائية لمجموعة سعات المكثفات Ceq تساوي

 

ـ في حالة المكثفات متماثلة في السعة الكهربائية فإن                 حيث n عدد المكثفات المتصلة على التوالي

من خصائص التوصيل على التوالي

ـ مقلوب السعة المكافئة تساوي المجوعة البجري لمقلوب سعات المكثفات

ـ السعة المكافئة تكون اصغر سعة لمكثف من المكثفات المتصلة على التوالي

ـ بزيادة عدد المكثفات فان السعة المكافئة تقل

ـ مجموع الهبوط بالجهد لكل المكثفات يساوى فرق الجهد الذي توفره البطارية

الطاقة المختزنة في المكثفات u

ـ احدى استخدامات المكثفات الكهربائية تخزين طاقة الوضع الكهربائية

ـ ميزة الطاقة في البطاريات انها تفرغ شحنتها وطاقتها في فترة زمنية قصيرة جدا

ـ لتخزين الطاقة في المكثف لا بد من بذل شغل بواسطة مصدر الطاقة كالبطارية حيث تعمل على نقل الشحنات عكس اتجاه المجال الكهربائي

ـ من العلاقة Cav = q كلما زادت شحنة المكثف زاد فرق الجهد بين لوحي المكثف

تصفح أيضا:
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق