160 likes | 473 Views
. وما أوتيتم من العلم إلا قليلاً . جامـعة أم القـرى الكلية الجامعية بمكة المكرمة قسـم الفـيزياء. Umm Al- Qura University University Collage at Makkah Almokrma Physics Department. محاضرات فيزياء عامة 2 103 فيز . . . الكهرباء.
E N D
وما أوتيتم من العلم إلا قليلاً جامـعة أم القـرى الكلية الجامعية بمكة المكرمة قسـم الفـيزياء Umm Al-Qura University University Collage at MakkahAlmokrma Physics Department محاضرات فيزياء عامة2 103 فيز
الكهرباء • عرف الإنسان الكهرباء منذ 600 عام قبل الميلاد عندما لاحظ أن قطعة من الكهرمان تنجذب إليها قطع من القش إذا دلكت بقطعة من الصوف • تفسيرذلك أن المادة تتكون من ذراتالتى تتكون بدورها من إلكترونات و نواة لكلا منها خاصية مميزة هى الشحنةQ(Charge)التى لها القدرة على إحداث تأثير متبادل بينهما المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
الشحنةQ(Charge) • يوجد نوعان من الشحنة موجبة وسالبة • تقاس كمية الشحنة بوحدة الكولومC ) ) • أصغر شحنة كهربية حرة هى شحنة الإلكترون (e = 1.610-19 (C • أىشحنة يجب أن تكون من مضاعفات شحنة الإلكترون Q = Ne • مثال: • أحسب عدد الإلكترونات الموجودة فىشحنة مقدرها (Q = - 610-9 (C • الحل: • N = Q/e • = 610-9 / 1.610-19 • إلكترون =3.75 1010 المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
أنواع المواد • تصنف المواد كهربياً على أساس توزيع وإنتقال الشحنة خلالها • موصلات: • هى المواد التى تنتقل خلالها الشحنات • بسرعة عالية و تتوزع عليها بإنتظام • أشباه موصلات: • هى المواد التى تنتقل خلالها الشحنات • بسرعة بطيئة و تتوزع عليها بإنتظام • عوازل: • هى المواد التى لا تنتقل خلالها الشحنات • و تبقى ساكنة المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
شدة التيار الكهربىI نتيجة حركة الشحنات ينشأ ما يعُرف بالتيار الكهربى شدة التيار الكهربى: هو كمية الشحنة المارة فى وحدة الزمن • مثال: • إذا علمت أن الشحنةQ المارة فى سلك معدنى تتغير مع الزمن و فق المعادلة :Q=3t2+2 • حيث Qبالكولوم و t بالثانية. أحسب شدة التيار اللحظى عندما ((t = 2s • الحل: • I = dQ/dt • = d(3t2+2)/dt • = 6t • بالتعويض عن قيمة t: • I = 12 A المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
قانون كولوم • من المشاهدات نستطيع استنتاج أن: • الشحنات المختلفة تتجاذب • و • الشحنات المتشابهة تتنافر • F • F • F • إستطاع العالم كولوم من قياس القوة المتبادلة بين أى شحنتين نقطيتين كما يلى: • تتناسب القوة طردياً مع كمية الشحنتين F Q1 Q2 • تتناسب القوة عكسياً مع مربع المسافة بينهما 2F 1/r • حيث K ثابت التناسب : K= 91010N.m2 /C2 المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
أمثلة • مثال 1: • أحسب القوة الكهربية المتبادلة بين شحنتين نقطيتين مقدار كلا منهماQ1=-6C وQ2=3Cوالمسافة بينهما r =4 cmو إذكر نوع تلك القوة • الحل: • F = 9109 (610-6 310-6 )/(0.04)2 • F = 101.25 N • القوة هى قوة تجاذب المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
Q1 r12=3cm Q3 Q2 R23=4cm • مثال 2: • ثلاث شحنات نقطية مقدار كلا منهاQ1= 5C و Q2=8CوQ3=-4Cموضوعة على رؤوس مثلث قائم كما موضح بالشكل • أحسب مقدار القوة الكهربية المؤثرة على الشحنة Q2 المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
الحل: • F1 • 1-لإيجاد القوة المحصلة على Q2نقوم بحساب القوة بين الشحنة المطلوبة وكل شحنة أخرى على حدة • 2- لتحديد إتجاه كل قوة نفرض أن الشحنة المطلوبة هى الوحيدة فقط القابلة للحركة وباقى الشحنات ثابتة • F2 • القوة الأولى: • القوة الثانية: • مقدارالقوة المحصلة: المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
Q4 Q1 b=30cm Q3 Q2 a=40cm • مثال 3: • أربع شحنات نقطية مقدار كلا منهاQ1= 20C وQ2=18CوQ3=-12CوQ4=-16C موضوعة بالترتيب على رؤوس مستطيل كما موضح بالشكل • أحسب مقدار وإتجاه القوة الكهربية المؤثرة على الشحنة Q3 المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
Y Q4 Q1 Q3 Q2 • الحل: • 1- نقوم برسم المحاور المتعامدة XYعند • الشحنة المطلوبة • F3 • F1 • d X • 2- لحساب القوة الثالثة نستخدم قاعدة فيثاغورس لتحديد المسافةd • F2 المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
القوة الأولى: • القوة الثانية: • القوة الثالثة: المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
Y d=0.5m b=0.3m a=0.4m • 3- للحصول على مقدار و اتجاه القوة المحصلة نحلل القوى الثلاث على المحاور المتعامدة XY F3Y • F3 • 4- القوة الثالثة فقط التى تنقسم إلى مركبتين على F3X وF3Y • F1 F3X X • F2 F3X= F3cos & F3Y= F3sin • 5- لإجراء التحليل نستخدم خصائص الشكل cos = a/d sin = b/d F3X= 8.64 0.4/0.5 = 6.91 N F3Y= 8.64 0.3/0.5 = 5. 18 N
6- نقوم بالجمع الجبرى لمركبات كل محور حسب إتجاه كل مركبة FX= F2+ F3X • = 12.15+6.91 = 19.06 FY= -F1+ F3Y • = -19.2+5.18 = -14.02 • 7- مقدار القوة المحصلة: • 8- إتجاه القوة المحصلة: المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى
Q4 Q1 Q3 Q2 23.66N المحاضرة الأولى إعداد/ د. أيمن حمزاوى