330 likes | 691 Views
بسم الله الرحمن الرحيم. الكهرباء و المغناطيسية. الفصل الأول : الشحنة و المادة. تصنيف المواد حسب سماحتها للشحنات بالحركة من خلالها :.
E N D
الكهرباء و المغناطيسية الفصل الأول : الشحنة و المادة
تصنيف المواد حسب سماحتها للشحنات بالحركة من خلالها : • الموصلات : المواد التي تسمح للشحنات بالحركة خلالها و ذلك بسبب إمتلاهابالأكتروناتالحرة في الحالة الصلبة مثل : ( الفلزات ) أو أمتلاكها للأيونات في الحالة السائلة . • العازلات : المواد التي لا تسمح للشحنات بالحركة خلالها عندما تكون نقية مثل : البلاستيك و المطاط و الزجاج و الخشب . • أشباة الموصلات : المواد المتوسطة بين الموصلات و العازلات في سماحيتها للشحنات بالحركة من خلالها مثل : السليكون والجرمانيوم .
الشحنة (q) q = ne q = ∫ I d t = i × t . حيث أن : : n هي عدد الألكترونات ( الشحنات ) . : e شحنة الألكترون 1.6× 10كولوم . : t الزمن بالثواني . : i شدة التيار . الشحنة تقاس بوحدة الكولوم .C -19
التيار الكهربائي ( i ) : ينشأ عن الشحنات المتحركة و يمكن حساب التيار المتوسط .´i يمكن حساب التيار اللحظي i بأخذ تفاضل q بالنسبة للزمن : i= ----------- d q d t
يسقط تيار من الإلكترونات شدته 5µA علي شاشة جهاز التلفاز لمدة ساعة واحدة أوجدي : • الشحنة المنتقلة ؟ • عدد الإلكترونات المنتقلة ؟ • كتلة الإلكترونات المنقولة ؟ علماً بأن كتلة الإلكترون الواحد هي : 9.11×10؟ i=5×10 t=3600s • q=? q=i.t=3600×5×10 = 0.018 c n=____=_____ =1.3×10 .B -31 -6 -6 17 q 0.018 e -19 1.6 ×10
تــابــع الــحــل : M=m × n .c 1.03×10 Kg = M= 9.11×10 ×1.13×10 17 -13 -31
إذا علمت أن الشحنة تعطى خلال سلك معدني تٌعطى بالعلاقة التالية : q= 3t²+2 حيث أن q بالكولوم و t بالثواني ؛ فما شدة التيار اللحظي خلال السلك عندما كانت t = 2 sec ؟ i= ---------- # i = 6 t t = 2 i = 6 (2) =12 A d q d t
قـــــانــــون كــــولــــوم تعريف كولوم : القوة المتبادلة بين شحنتين نقطتين تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الشحنتين و عكسيا مع مربع المسافة بينهما . رياضيا ً: --F = k --------- الثابت k = ²9×10 n.m²/c q q 1 2 r² 9
ملاحظات مهمة جدا ً : • عندما تكون الشحنتان متشابهتان تكون القوة بينهما قوة تنافر . • عندما تكون الشحنتان مختلفتان تكون القوة بينهما قوة تجاذب . • عند حساب القوة المتبادلة بين شحنتين يجب إهمال الإشارة السالبة لأي شحنة . • تحديد اتجاه القوة الموثرة يكون كالأتي : • تأثير q على qوهي F فإذا كانت الشحنتان متشابهتان فإن F إلى الخارج على امتداد .q • إذا كانت الشحنتان مختلفتان فإن F تقع بين الشحنتين . 12 12 1 2 1 12
إذا كان لدينا مجموعة من الشحنات المؤثرة على شحنة فأننا نحسب القوة المتبادلة بين كل شحنة مع الشحنة المطلوبة ثم نحلل هذه القوى على المحاور ثم نُوجد F و . F F = √¯¯¯¯¯¯¯¯ Tan ø = ----- y x F X²+Fy² F y F x
يتشابه قانون الجذب الكهربائية مع قوة الجذب الكتلي : --F = G ------- m M G r²
-11 • تتكون ذرة الهيدروجين من إلكترون واحد يدور حول النواة تحتوي على بروتون واحداً ، وفي حالة الاتزان يمكن تمثيل حركة الإلكترون بمدار دائري تقريباً نصف قطرة 5.29×10 كما في الشكل : • أوجد التالي : • قوة الجذب الكهربائي بين الإلكترون والبروتون . .B قوة الجذب الكتلي . .C النسبة بين قوة الجذب الكهربائي و قوة الجذب الكتلي . m إلكترون - + M النواة
q q 1 2 r² • قوة الجذب الكهربائي : --F = k --------- N.8.23×10 = -------F =(9×10) ----- .B قوة الجذب الكتلي : --F = G ------- 3.62×10 N = ----------------F =( 6.67×10 ) -19 9 (1.6×10 ) ² -8 -11 (5.29×10 )² m M G r² -31 -27 (9.11×10 )(1.67×10 ) -11 -47 -11 (5.29×10 )²
النسبة بين قوة الجذب الكهربائي و قوة الجذب الكتلي : 2.27×10 =---------- = --- ونلاحظ أن قوة الجذب الكهربائي تفوق بكثير قوة الجذب الكتلي . لذلك تهمل قوة الجذب الكتلي عند إيجاد محصلة قوى الجذب بين شحنتين نقطيتين في معظم الحالات العملية . F -8 8.23×10 E 39 F -47 3.62×10 G F F G E
مثال (7) علقت كرتان صغيرتان متماثلتان كتلة كل منهما mمن نقطة واحدة بواسطة خيطين عازلين طول كل منهما L،ثم شحنت الكرتان بشحنة موجبة qلكل منهما فتنافرتا ، وأصبحت الزاوية بين الخيطين 2Ө كما في الشكل .إذا علمت أن m=5g، Ө=12ᵒ ، L=1m أحسبي مقدار الشحنة q . الحل :- الكرتان في حالة اتزان ƩF=0 ƩFx=0 Tx=Tcos78ᵒ Ty=Tsin78ᵒ 0= -Tcos78+FE 1 ƩFy=0 0= Tsin78 – mg 2 0=Ty – mg Mg = 5x9‚8=49 L L ᶱ ᶱ T T FE FE q q
من 1و2T sin78=mg T(0,9)=49 T=49∕0,9=54,4 N بالتعويض في المعادلة 1 FE=Tcos78 = 54,4 cos78 = = 11,3 = =11,3 = = q =1,41 c L L ᶱ ᶱ 12ᵒ 12ᵒ T T FE FE q a q mg mg Sin Ө= Sin12 = a= sin 12=0,2 m r= 2a= 0,4m
وضعت ثلاث شحنات نقطيه على رؤوس مثلث فإذا علمت a=0.1 q2=-3mC q1=q3=7mC احسبي القوه المحصلهالموثرة على الشحنة q3. • الحل: • F32=Kq3q2÷r^2( 32)=9X10^9(7X10^-6)(3X10^-6)÷(0.1)2=18.9N • F31=kq3q1÷r^2(31)= • 9X10^9(7X10^-6)(7X10^-6)÷√(2a)2=21.56N
F31)x=F31cos45=21.56cos45=15.24N (F31)y=F31sin45=15.24N ∑Fx=(F31)x+(-F32)=15.24-18.9=-3.66N ∑Fy=(F31)y=15.24N
المحصله القوه الموثره على q3 • √(∑Fx)2+(∑Fy)2=√(-3.66)2+(15.24)2=15.7N • الاتجاه θ=( ∑Fy)÷(∑Fx)=tan^-1(15.24)÷(-3.66)=-76.5
عــمـــل الطالبات : نـــوره اليــاس خلود المالكي هيا الخطابي