تطبيقات المجالات الكهربائية - فيزياء2-3 - ثالث ثانوي

2- تطبيقات المجالات الكهربائية Applications of Electric Fields الأهداف www.ien.edu.sa . تعرف فرق الجهد الكهربائي. إن مفهوم الطاقة مفيد جدًّا في الميكانيكا، كما تعلمت من قبل. ويُمكننا قانون حفظ الطاقة من حل مسائل الحركة بغير حاجة إلى معرفة تفاصيل القوى المؤثرة. وينطبق الشيء نفسه على دراسة التفاعلات الكهربائية؛ فقد يؤدي الشغل المبذول في تحريك جسيم مشحون في مجال كهربائي إلى اكتساب هذا الجسيم طاقة وضع كهربائية أو طاقة حركية أو كليهما. . تحسب فرق الجهد من خلال ولأن موضوعات هذا الفصل تستقصي الشحنات الساكنة لذا سيتم مناقشة التغير في طاقة الوضع فقط. F الشغل اللازم لتحريك شحنة. . تصف كيفية توزيع الشحنات على الموصلات المصمتة والجوفاء. . تحل بعض المسائل على السعة الكهربائية. المفردات الطاقة والجهد الكهربائيان Energy and Electric Potential تذكر التغير في طاقة وضع الجاذبية لكرة عند رفعها، كما هو موضح في الشكل 5-3. إن كلا من قوة الجاذبية F ومجال الجاذبية = 1 يتجه نحو الأرض. فإذا رفعت كرة في اتجاه معاكس لاتجاه قوة الجاذبية فإنك تبذل شغلا عليها، مما يؤدي إلى زيادة طاقة وضعها. وهذه الحالة مماثلة لحالة شحنتين مختلفتين في النوع؛ حيث تجذب كل منهما الأخرى، لذا سطح تساوي الجهد يجب أن تبذل شغلا لسحب إحدى الشحنتين وإبعادها عن الأخرى. وعندما تبذل ذلك فرق الجهد الكهربائي الفولت المكثف الكهربائي الشغل تكون قد نقلت طاقة إلى الشحنة، حيث تختزن هذه الطاقة فيها على شكل طاقة وضع السعة الكهربائية كهربائية، وكلما زاد مقدار الشحنة كانت الزيادة في طاقة وضعها الكهربائية APE أكبر. F على الرغم من اعتماد القوة الكهربائية المؤثرة في شحنة الاختبار 1 على مقدارها ، إلا أن المجال الكهربائي في موقعها لا يعتمد عليه؛ حيث إن المجال الكهربائي 7 = E هو القوة لكل وحدة شحنة، وبطريقة مشابهة يُعرف فرق الجهد الكهربائي AV بين نقطتين بأنه الشغل المبذول لتحريك شحنة اختبار موجبة بين نقطتين داخل مجال كهربائي مقسوما على مقدار تلك الشحنة. أي الشغل المبذول لكل وحدة شحنة. فرق الجهد الكهربائي AV = Wa q' الفرق في الجهد الكهربائي هو النسبة بين الشغل اللازم لتحريك شحنة ومقدار تلك الشحنة. زيادة في طاقة الوضع الكهربائية . B + زيادة في طاقة وضع الجاذبية الشكل 35 هناك حاجة إلى بذل شغل لتحريك جسم في اتجاه معاكس لاتجاه قوة الجاذبية الأرضية (a)، وفي اتجاه معاكس لاتجاه القوة الكهربائية (b). وفي كلتا الحالتين ستزداد طاقة وضع الجسم. وزارة التعليم Minist 289 2023-1445 fucation

a المؤثرة في الشحنة F d B المؤثرة في الشحنة d الشكل 6-3 يُحسب فرق الجهد الكهربائي من خلال قياس الشغل المبذول لكل وحدة شحنة يزداد فرق الجهد الكهربائي عند إبعاد الشحنات المختلفة بعضها عن بعض (a) ويقل فرق الجهد الكهربائي عند تقريب الشحنات المختلفة بعضها إلى بعض (b). = PE(A) PE(B) + W, = PE(B) W, PE(A) + على الشحنة شغل على الشحنة شغل منخفض ٧ عالي تبذله الشحنة ٧ عال منخفض يبذل على الشحنة ويقاس فرق الجهد الكهربائي بوحدة جول لكل كولوم، ويسمى الجول الواحد لكل كولوم الفولت، ويعبر عنه بالرموز V = I/C. الدرس الحالة الموضحة في الشكل 6-3 حيث تولد الشحنة المالية مما لا كهربائيا متجها نحوها. افترض أنك وضعت شحنة اختبار صغيرة موجبة عند النقطة ،A، ستتأثر عندها الشحنة بقوة في اتجاه المجال. وإذا حركت الآن شحنة الاختبار الموجبة بعيدا عن الشحنة السالبة إلى النقطة ، كما هو موضح في الشكل 6-3 فعليك التأثير فيها بقوة F. ولأن اتجاه القوة التي أثرت بها في شحنة الاختبار في اتجاه الإزاحة نفسه لذا يكون الشغل الذي بذلته على هذه الشحنة تطبيق الفيزياء موجبا. وسيكون التغير في فرق الجهد الكهربائي موجبًا أيضًا؛ فالتغير في فرق الجهد الكهرباء الساكنة تحتوي الكهربائي ! لا يعتمد على مقدار شحنة الاختبار، بل على المجال الكهربائي والإزاحة فقط. الأجهزة الإلكترونية الحديثة - ومنها افترض أنك حرّكت شحنة الاختبار مرة أخرى من النقطة B إلى النقطة A كما هو موضح الحواسيب الشخصية - على أجزاء يمكن في الشكل 6-3، فسيكون اتجاه القوة التي تؤثر بها في عكس اتجاه الإزاحة، لذا يكون أن تتلف بسهولة نتيجة تفريغ الكهرباء الشغل الذي تبذله سالبا. وسيكون فرق الجهد الكهربائي سالبا أيضًا ومساويًا ومعاكسا الساكنة، ولحماية هذه الأجزاء الحساسة لفرق الجهد الكهربائي عند نقل الشحنة من النقطة A إلى النقطة B. ولا يعتمد فرق الجهد من الأضرار التي قد تنتج خلال الصيانة على الفني ارتداء سوار فلزي حول معصمه الكهربائي بين نقطتين على المسار الذي يُسلك للحركة من نقطة إلى أخرى، بل يعتمد على على أن يكون السوار متصلا بسلك، وأن موقع النقطتين. يتصل الطرف الآخر للسلك بقطعة فلزية هل هناك دائما فرق جهد كهربائي بين نقطتين؟ افترض أنك حركت شحنة الاختبار مؤرضة حيث يعمل السوار الفلزي على تفريغ الشحنات الزائدة على الفني في في مسار دائري حول الشحنة السالبة، ويُحدث المجال الكهربائي قوة يؤثر بها في شحنة الأرض، ويزيل أي فرق جهد كهربائي قد الاختبار ويكون المجال دائما عموديا على اتجاه حركة القوة، ولذلك لا تبذل شغلاً في تحريك الشحنة، لذا فإن فرق الجهد الكهربائي بين أي نقطتين على المسار الدائري يساوي يتكون مع المعدات المؤرضة.. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 290

صفرًا. وعندما يكون فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين أو أكثر يساوي صفرا نسمي هذه النقاط سطح تساوي الجهد كما هو موضح في الشكل 7-3. يمكن قياس التغيرات في طاقة الوضع الكهربائية فقط. وينطبق الشيء نفسه على الجهد الكهربائي، لذا تكون التغيرات في الجهد الكهربائي هي المهمة فقط. ويعرف فرق الجهد الكهربائي عند الحركة من النقطة A إلى النقطة B على أنه AV=V-V، ويقاس بجهاز الفولتمتر، ويُسمّى فرق الجهد الكهربائي أحيانًا الجهد الكهربائي أو الفولتية؛ وذلك على سبيل التبسيط. ويجب التفريق بين فرق الجهد الكهربائي ۵۷ ووحدة قياسه فولت ۷. الشكل 2-3 فرق الجهد الكهربائي عرفت أن فرق الجهد الكهربائي يزداد عند إبعاد شحنة اختبار موجبة عن شحنة سالبة، بين أي نقطتين على أي مسار دائري والآن ماذا يحدث عند إبعاد شحنة اختبار موجبة عن شحنة موجبة ؟ هناك قوة تنافر بين حول شحنة يساوي صفر. هاتين الشحنتين، وعند إبعاد شحنة الاختبار الموجبة عن الشحنة الموجبة تقل طاقة وضعها الكهربائية، لذا يكون الجهد الكهربائي أقل ع عند النقاط البعيدة عن الشحنة الموجبة، كما هو موضح في الشكل 8-3 جهد عالي F جهد منخفض جهد منخفض F جهد عال F F F F تعلمت سابقا أنه يمكن تعريف مقدار طاقة الوضع لنظام ما بأنها تساوي صفرا عند أي نقطة إسناد. وبالطريقة نفسها يمكن تعريف مقدار الجهد الكهربائي لأي نقطة بأنه يساوي صفرا، وسيكون مقدار فرق الجهد الكهربائي بين النقطة A والنقطة B هو نفسه دائما بغض النظر عن نقطة الإسناد المختارة. الشكل 8-3 في أثناء تقريب شحنة اختبار إلى شحنة مخالفة لها في النوع يقل الجهد عند مواقع شحنة الاختبار (a)، في حين يزداد الجهد عند مواقع شحنة الاختبار في أثناء تقريبها إلى شحنة مماثلة لها في النوع (b). وزارة | ليم Minist9ducation 2023-1445

الجهد الكهربائي في مجال كهربائي منتظم The Electric Potential in a Uniform Field يمكننا الحصول على قوة كهربائية ثابتة ومجال كهربائي منتظم بوضع لوحين موصلين مستويين أحدهما مواز للآخر، على أن يُشحن أحدهما بشحنة موجبة، ويُشحن الآخر بشحنة سالبة. يكون المجال الكهربائي بين اللوحين ثابتا مقدارًا واتجاها عند النقاط جميعها ما عدا النقاط التي تكون عند حواف اللوحين، ويكون اتجاه المجال الكهربائي من اللوح الموجب إلى اللوح السالب. ويُمثل النمط المتشكل من بذور الأعشاب الموضح في الشكل المجال الكهربائي بين الوحين متوازيين. إذا حركت شحنة اختبار موجبة 4 مسافة d في عكس اتجاه المجال الكهربائي من النقطة B إلى النقطة A كما هو موضح في الشكل 399 فإنه يمكننا حساب الشغل المبذول عليها بالعلاقة الآتية :Fd = أو على W . لذا يكون فرق الجهد الكهربائي؛ أي الشغل المبذول لكل وحدة شحنة، مساويًا AV=Fd = fd. ولكن شدة المجال الكهربائي هي القوة لكل F q q' وحدة شحنة = E ، لذا يُعبر عن فرق الجهد الكهربائي (AV) بين نقطتين المسافة بينهما d في مجال كهربائي منتظم E بالمعادلة الآتية: فرق الجهد الكهربائي في مجال كهربائي منتظم AV=Ed فرق الجهد الكهربائي في مجال كهربائي منتظم يساوي حاصل ضرب شدة المجال الكهربائي في المسافة التي تحركتها الشحنة. الشكل 9-3 تمثيل المجال كهربائي يزداد الجهد الكهربائي كلما تحركنا في اتجاه معاكس لاتجاه المجال الكهربائي؛ أي أن الجهد الكهربائي لشحنة اختبار موجبة يكون أكبر بالقرب من اللوح الموجب. وباستخدام تحليل الوحدات يكون حاصل ضرب وحدة E في وحدة ) هو (NC) (m)، وهذا يكافئ C/1، الذي يُعد تعريفا لـ 17. بين لوحين متوازيين. مثال 3 الشغل المبذول لنقل بروتون بين لوحين متوازيين مشحونين لوحان متوازيان مشحونان المسافة بينهما 1.5cm، ومقدار المجال الكهربائي بينهما 1800. احسب مقدار a فرق الجهد الكهربائي بين اللوحين b. الشغل المبذول لنقل بروتون من اللوح السالب الشحنة إلى اللوح الموجب الشحنة. 1 تحليل المسألة ورسمها . ارسم اللوحين على أن يكون البعد بينهما 1.5cm . ميز اللوحين بوضع شحنات موجبة على أحدهما، وشحنات سالبة على الآخر. . ارسم خطوط المجال الكهربائي، على أن تكون المسافات بين هذه الخطوط متساوية، وأن تتجه الخطوط من اللوح الموجب إلى اللوح السالب. بين شدة المجال الكهربائي بين اللوحين على الرسم. . ضع بروتونا في المجال الكهربائي. E= 1800 N/C 1.5 cm وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 292

دليل الرياضيات إجراء العمليات الرياضية بتعبيراتها العلمية AV=Ed =(1800 N/C) (0.015 m) =27 V W AV= W=qAV (1.60x10-19 C) (27 V) = 4.3×10-18 J المجهول المعلوم A V=? E = 1800 N/C W = ? d = 1.5 cm q = 1.60×10-19 إيجاد الكمية المجهولة a. أوجد فرق الجهد بين اللوحين بالتعويض عن 1800 ، d = 0.015 m b. استخدم معادلة فرق الجهد لحساب الشغل. بالتعويض عن 19-10×1.60 = 9.AV = 27 V تقويم الجواب • هل الوحدات صحيحة ؟ N/C) (m) = N.m/C = / = V)، ستكون الوحدة الناتجة هي الفولت، ووحدة الشغل هي 1 = C.V = C/C. • هل للإشارات معنى؟ يجب أن يبذل شغل موجب لنقل شحنة موجبة إلى اللوح الموجب. • هل الجواب منطقي ؟ سيكون الشغل المبذول قليلا لنقل مثل هذه الشحنة الصغيرة ضمن فرق جهد قليل مسائل تدريبية 16. شدة المجال الكهربائي بين لوحين فلزيين واسعين متوازيين ومشحونين 6000N C، والمسافة بينهما m 0.05 احسب فرق الجهد الكهربائي بينهما. 17. إذا كانت قراءة فولتمتر متصل بلوحين متوازيين مشحونين V 400 عندما كانت المسافة بينهما m 0.020، فاحسب شدة المجال الكهربائي بينهما . 18. عندما طبق فرق جهد كهربائي مقداره V 125 على لوحين متوازيين تولد بينهما مجال كهربائ شدته 10×4.25 N/C. ما البعد بين اللوحين؟ 19. ما الشغل المبذول لتحريك شحنة 3.0C خلال فرق جهد كهربائي مقداره V 1.5؟ 20. يمكن البطارية سيارة جهدها 12V ومشحونة بصورة كاملة أن تختزن شحنة مقدارها 100×1.44. ما مقدار الشغل الذي يمكن أن تبذله البطارية قبل أن تحتاج إلى إعادة شحنها ؟ 21. يتحرك إلكترون خلال أنبوب الأشعة المهبطية لتلفاز، فتعرّض لفرق جهد مقداره V 18000. ما مقدار الشغل المبذول على الإلكترون عند عبوره فرق الجهد هذا ؟ 22. إذا كانت شدة المجال الكهربائي في مسارع جسيمات يساوي 10×4.5 ، فما مقدار الشغل المبذول لتحريك بروتون مسافة cm 25 خلال هذا المجال؟ وزارة التعليم Minist 293 2023-1445 Tucation

تجربة قطرة الزيت لمليكان جربة Millikan's Oil-Drop Experiment المجالات الكهربائية يعد قياس شحنة الإلكترون من أهم التطبيقات على المجال الكهربائي المنتظم بين لوحين اربط كرة بيلسان بخيط نايلون متوازيين. وأول من قاس شحنة الإلكترون بهذه الطريقة الفيزيائي الأمريكي روبرت طوله cm 20 واربط الطرف مليكان عام 1909م. ويبين الشكل 10 الطريقة التي استخدمها مليكان لقياس الشحنة الآخر في منتصف ماصة عصير التي يحملها إلكترون مفرد في البداية يُرش في الهواء قطرات زيت دقيقة بمرذاذ، فتشحن بلاستيكية أمسك الماصة أفقيا هذه القطرات بسبب احتكاكها بالمرذاذ عند رشّها، وتؤثر الجاذبية الأرضية في هذه وتحقق من أن الكرة معلقة ومتدلية القطرات مسبّبة سقوطها إلى أسفل، فيدخل بعض هذه القطرات في الفتحة الموجودة في رأسيا إلى أسفل. ثم استخدم قطعة اللوح العلوي داخل الجهاز. ومن ثم يُطبق فرق جهد كهربائي بين اللوحين، ليؤثر المجال صوف لشحن كل من الكرة ولوح الكهربائي الناشئ بين اللوحين بقوة في القطرات المشحونة. وعندما يُصبح اللوح العلوي بلاستيكي مربع الشكل أبعاده موجبا بدرجة كافية تُسبب القوة الكهربائية ارتفاع القطرات المشحونة بشحنة سالبة إلى cm x 30cm 30 بالدلك، وثبت أعلى. ويتم ضبط فرق الجهد الكهربائي بين اللوحين؛ لتعليق قطرة زيت مشحونة في الهواء اللوح البلاستيكي رأسيا، ثم أمسك بين اللوحين. وعند هذه اللحظة تكون قوة مجال الجاذبية الأرضية المؤثرة في هذه القطرة الماصة ولامس الكرة لقطعة الصوف. إلى أسفل مساوية في المقدار للقوة الناتجة عن المجال الكهربائي، المؤثرة في القطرة إلى أصل. 1. توقع ماذا يحدث عند تقريب الكرة من اللوح البلاستيكي ؟ لقد تم تحديد مقدار المجال الكهربائي من خلال فرق الجهد بين اللوحين. ويتعين إجراء 2 اختبر توقعك بتقريب الكرة قیاس آخر لإيجاد وزن القطرة باستخدام العلاقة mg، والذي يكون صغيرًا جدا بحيث ببطء إلى اللوح البلاستيكي لا يمكن قياسه بالطرائق العادية. ولإجراء هذا القياس تم تعليق القطرة أولاً، ثم إيقاف 3 توقع سلوك الكرة في مواقع المجال الكهربائي بين اللوحين، وقيس معدل سقوط القطرة؛ حيث تصل القطرة إلى السرعة مختلفة حول اللوح، واختبر الحدية خلال زمن قصير بسبب الاحتكاك مع جزيئات الهواء. وتعتمد هذه السرعة على كتلة القطرة من خلال معادلة معقدة. ويمكن حساب مقدار الشحنة ) باستخدام السرعة توقعاتك. .4. لاحظ زاوية ميلان الخيط الحدية المقيسة لحساب المقدار mg، وبمعرفة مقدار المجال الكهربائي E. عند تحريك الكرة إلى مناطق شحنة الإلكترون وجد مليكان قدرًا كبيرًا من الاختلاف في شحنات القطرات، فعندما استخدم الأشعة السينية (Xrays من أجل تأيين الهواء وإضافة إلكترونات إلى القطرات مختلفة حول اللوح التحليل والاستنتاج أو إزالتها عنها، لاحظ أن التغير في مقدار الشحنة على القطرات يكون دائما مضروبا في المقدار C 10-19×1.60. وكان سبب التغيرات إضافة إلكترون واحد أو أكثر إلى القطرات، 5. وضح بدلالة المجال الكهربائي لماذا تتأرجح الكرة في اتجاه اللوح أو إزالته منها. ومن هنا استنتج أن أقل تغيّر حدث في مقدار الشحنة كان يساوي مقدار شحنة إلكترون واحد، لذا افترض أن كل إلكترون له دائما الشحنة نفسها وهي .6 قارن بين زوايا ميلان الخيط في 10-19C×1.60. وقد بينت تجربة مليكان أن الشحنة مكماة؛ وهذا يعني أن شحنة أي جسم نقاط متعددة حول اللوح، ولماذا هي فقط مضاعفات صحيحة لشحنة الإلكترون. البلاستيكي المشحون؟ تتغير زوايا الميلان؟ 7. استنتج ما الذي تشير إليه زاوية ميلان الخيط فيما يتعلق بشدة المجال الكهربائي واتجاهه؟ الشكل 10-3 يوضح هذا الشكل مقطعا عرضيا للجهاز الذي استخدمه مليكان في حساب شحنة الإلكترون. لوح مشحون 294 قطرة زيت لوح مشحون وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

مثال 4 إيجاد شحنة قطرة زيت في تجربة قطرة الزيت لمليكان، وجد أن وزن قطرة زيت 14-10×2.4، والمسافة بين اللوحين 1.2cm، وعندما أصبح فرق الجهد بين اللوحين 450V تعلّقت قطرة الزيت في الهواء بلا حركة. a. ما مقدار شحنة قطرة الزيت؟ . إذا كانت شحنة اللوح العلوي موجبة فما عدد فائض الإلكترونات على قطرة الزيت؟ تحليل المسألة ورسمها . ارسم اللوحين وقطرة الزيت معلّقة بينهما. . ارسم المتجهات التي تمثل القوى، وسمها. . بين فرق الجهد والمسافة بين اللوحين. المعلوم AV= 450 V F= 2.4X10-4 N d = 1.2 cm المجهول F₁ = qE AV = 450 V d = 1.2 cm Fg = mg شحنة قطرة الزيت ? = 9 عدد الإلكترونات ? = n إيجاد الكمية المجهولة التعليق قطرة الزيت في الهواء يجب أن توازن القوة الكهربائية قوة الجاذبية الأرضية. بالتعويض عن F = E بالتعويض عن 4 = E حل لإيجاد و بالتعويض عن AV=450 V ،d = 0.012m ،Fg=2.4×10-14 b. لإيجاد عدد الإلكترونات على القطرة: بالتعويض عن e =1.6×10-19 C ،q = 6.4X10-19 C 3 تقويم الجواب دليل الرياضيات فصل المتغير F₁ = F₁ qE = F, qAV d=F9 F₁d q= (2.4×10-14) (0.012m) 450 V • هل الوحدات صحيحة ؟ وحدة الشحنة N.m/V=J /(J/C) = C. • هل الجواب منطقي ؟ النتيجة عدد صحيح وصغير من مضاعفات الشحنة الأساسية. = 6.4x10-19 C n= (6.4×10-19 C) = (1.6×10-19 C) = 4 وزارة ا سليم Minist295ducation 2023-1445

مسائل تدريبية 23. تسقط قطرة زيت في جهاز مليكان مع عدم وجود مجال كهربائي. ما القوى المؤثرة فيها ؟ وإذا سقطت القطرة بسرعة متجهة ثابتة فصف القوى المؤثرة فيها. 24. إذا عُلّقت قطرة زيت وزنها N 101×1.9 في مجال كهربائي شدته NC 10×6.0 فما مقدار شحنة القطرة؟ وما عدد فائض الإلكترونات التي تحملها القطرة؟ 25 قطرة زيت وزنها 150-6.4x10 تحمل إلكتروناً فائضًا واحدا. ما شدة المجال الكهربائي اللازم لتعليق القطرة ومنعها من الحركة؟ 26 عُلقت قطرة زيت مشحونة بشحنة موجبة وزنها N 1014×1.2 بين لوحين متوازيين البعد بينهما 0.64cm. إذا كان فرق الجهد بين اللوحين 240V فما مقدار شحنة القطرة؟ وما عدد الإلكترونات التي فقدتها لتكتسب هذه الشحنة ؟ توزيع الشحنات Sharing of Charges يؤول أي نظام إلى الاتزان عندما تصبح طاقته أقل ما يمكن. فإذا وضعت كرة على قمة تل مثلا فإنها تصل في النهاية إلى قاع الوادي وتستقر هناك؛ حيث تكون طاقة وضع الشكل 11-3 عندما تلمس كرة الجاذبية لها عندئذ أقل ما يمكن. ويفسر المبدأ نفسه ما يحدث عند تلامس كرة فلزية فلزية مشحونة كرة فلزية أخرى متعادلة معزولة ومشحونة بشحنة موجبة مع كرة فلزية أخرى غير مشحونة، كما هو موضح في مساوية لها في الحجم تتوزع الشحنات على الكرتين بالتساوي. كرة متعادلة B الشكل 11-3 كرة مشحونة إن الشحنات الفائضة على الكرة A يتنافر بعضها مع بعض، لذا فعندما تلامس الكرة المتعادلة B سطح الكرة A يكون هناك قوة كهربائية محصلة تؤثر في الشحنات الموجودة على الكرة A في اتجاه الكرة .B. افترض أنك حركت الشحنات ونقلتها منفردة من A إلى B. عندما تنقل الشحنة الأولى ستدفعها الشحنات المتبقية على A في اتجاه B، وللتحكم في سرعتها يجب أن تؤثر فيها بقوة في الاتجاه المعاكس. فتكون بذلك قد بذلت شغلا سالبا عليها، ويكون فرق الجهد الكهربائي من A إلى B سالبًا. وعند نقل الشحنات الأخرى ستواجه قوة تنافر من الشحنات التي أصبحت الآن على B ، إلا أنه ما زال هناك قوة محصلة موجبة في ذلك الاتجاه. وعند مرحلة معينة تكون القوة التي تدفع الشحنة من A إلى B مساوية لقوة التنافر الناتجة عن الشحنات الموجودة على B عندها يصبح فرق الجهد الكهربائي بين A و B صفرًا. وبعد حالة الاتزان هذه يجب بذل شغل على الشحنة الآتية لنقلها من A إلى B ، وهذا لا يحدث تلقائياً، بل يتطلب زيادة في طاقة النظام. وإذا استمر نقل الشحنات سيصبح فرق الجهد الكهربائي من A إلى B موجبا. لذا يمكنك مشاهدة أن الشحنات تتحرك من A إلى B دون التأثير فيها بقوى خارجية إلى أن يصبح فرق الجهد الكهربائي بين الكرتين صفرًا. A وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 296

كرات بأحجام مختلفة افترض أن الكرتين الموصلتين مختلفتان في الحجم، كما هو موضح كرات فلزية مختلفة في الحجم جهد عال جهد منخفض في الشكل . فعلى الرغم من أن عدد الشحنات على الكرتين هو نفسه إلا أن للكرة الكبيرة مساحة سطحية أكبر ، لذا تتباعد الشحنات الموجودة عليها بعضها عن بعض مسافات أكبر، ومن ثم تقل قوة التنافر بينها. وإذا لامسنا الكرتين معا فستكون هناك قوة محصلة تنقل الشحنات من الكرة الصغيرة إلى الكرة الكبيرة، وستنتقل الشحنات إلى الكرة ذات الجهد الكهربائي الأقل، وسيستمر ذلك إلى أن ينعدم فرق الجهد الكهربائي بين الكرتين. وفي هذه الحالة سيكون للكرة الكبرى شحنة أكبر عند الوصول إلى حالة الاتزان. وضح المبدأ نفسه كيف تتحرك الشحنات على الكرات المنفردة أو على أي موصل آخر؛ الشحنة 1 متساوية حيث تتوزع الشحنات بحيث تكون القوة المحصلة المؤثرة في كل منها صفرًا. وبما أن القوة المحصلة المؤثرة في كل شحنة على سطح الموصل تساوي صفرًا فإنه لا يوجد مجال كهربائي أو مركبة له موازية لسطح هذا الموصل، لذا لا يوجد فرق في الجهد الكهربائي بين أي نقطتين على سطحه، ولذلك يكون سطح الموصل المشحون متساوي الجهد ويسمى سطح تساوي جهد. جهد متساو الشحنة مختلفة إذا تم تأريض جسم مشحون بوصله بالأرض فستنتقل غالبًا أي كمية شحنة عليه إلى الأرض إلى أن يصبح فرق الجهد الكهربائي بين الجسم والأرض صفرا، فيمكن مثلا أن تُشحن صهاريج نقل البنزين عن طريق الاحتكاك، وإذا انتقلت الشحنات الزائدة الموجودة على صهريج بنزين إلى الأرض من خلال بخار البنزين فستُحدث انفجارًا الشكل 12-3 تنتقل الشحنات من ولتفادي حدوث ذلك يوصل سلك فلزي بالصهريج حتى يوصل الشحنات ويُفرغها في الكرة ذات الجهد الأعلى إلى الكرة ذات الأرض بطريقة آمنة، كما يوضح الشكل .13-3. وبالمثل إذا لم يتم تأريض جهاز حاسوب الجهد الأخفض عند تلا مسهما، ويستمر بوصله بالأرض فسيتولد فرق جهد كهربائي بين جهاز الحاسوب والأرض، وإذا لامس انتقال الشحنات إلى أن ينعدم فرق الجهد شخص جهاز الحاسوب فستتدفق الشحنات من الحاسوب إلى الشخص، مما قد يؤدي إلى بينهما. تلف الجهاز، أو إيذاء الشخص. الشكل 13-3 سلك التأريض المتصل بصهريج نفط يمنع اشتعال بخار .... البنزين . . . . وزارة التعليم Minist 297 fucation 2023-1445 www

المجالات الكهربائية بالقرب من الموصلات Electric Fields Near Conductors تتوزّع الشحنات الكهربائية على موصل مشحون مبتعدا بعضها عن بعض أقصى ما يمكن، بحيث تكون طاقة النظام أقل ما يمكن مما يؤدي إلى توزع الشحنات الفائضة على سطح الموصل المصمت، وكذا الحال مع الموصل الأجوف. إذا شحن وعاء فلزي أجوف ستتوزع الشحنات على سطحه الخارجي، ولن يكون هناك أي شحنات على سطحه الداخلي، وبهذه الطريقة يعمل الوعاء الفلزي المغلق عمل درع واقية تحمي ما بداخلها من المجالات الكهربائية. فمثلا يكون الناس داخل السيارة محميين من المجالات الكهربائية الناتجة عن البرق، وبالمثل بالنسبة لعلبة مشروبات غازية مفتوحة سيكون عدد الشحنات داخل العلبة صغيرًا جدًّا، ولا توجد شحنات بالقرب من قاعدة العلبة، حتى وإن كان السطح الداخلي لجسم ما مُنقّرًا أو خشنًا ، مما يجعل مساحة سطحه الداخلي أكبر من مساحة سطحه الخارجي، إلا أن الشحنات ستتوزع كلّها على سطحه الخارجي. لا يكون المجال الكهربائي خارج موصل مشحون صفرًا غالبًا، وعلى الرغم من أن سطح الموصل يعدّ سطح تساوي جهد إلا أن المجال الكهربائي خارجه يعتمد على شكل الموصل، كما يعتمد على فرق الجهد الكهربائي بين الموصل والأرض، وتكون الشحنات أكثر تقاربًا عند الرؤوس المديَّبة من سطح الموصل، وتكون كثافتها كبيرة، كما هو موضح في الشكل +314؛ لذا تكون خطوط المجال الكهربائي عند هذه الرؤوس أكثر تقاربا، ويكون المجال الكهربائي أكبر. وإذا أصبحت شدة هذا المجال كبيرة بدرجة كافية فإنه يكون قادرًا على مسارعة الإلكترونات والأيونات الناتجة عن مرور الأشعة الكونية خلال الذرات، فتصطدم هذه الإلكترونات والأيونات بذرات أخرى، مما يؤدي إلى تأين المزيد من الذرات. وتظهر هذه السلسلة من التفاعلات في صورة وهج وردي اللون، كالذي يُشاهد داخل كرة التفريغ الكهربائي التي تحوي غازات . وإذا كان المجال الكهربائي كبيرا الشكل 14- تتوزع الشحنات على بصورة كافية فستنتج حزمة أو تيار من الأيونات والإلكترونات التي تشكل البلازما - سطح الكرة الموصلة بانتظام (a). أما وهي مادة موصلة - عندما تصطدم الجسيمات بجزيئات أخرى، وتصدر شرارة كهربائية الكرة الجوفاء (b) فتستقر الشحنات أما في الحالات الشديدة فينتج البرق. وللتقليل من عمليات التفريغ الكهربائي وحدوث دائما على سطحها الخارجي، وأما في الشرارة الكهربائية تُجعل الموصلات ذات الشحنة الكبيرة أو التي تعمل تحت فروق جهد الأشكال غير المنتظمة (C) فتقترب كبيرة ملساء وانسيابية الشكل لتقليل المجالات الكهربائية. الشحنات بعضها من بعض عند الأطراف المدينة. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 A B C 298

أما في مانعة الصواعق فيُثبت قضيب بطريقة تجعل المجال الكهربائي كبيرًا بالقرم طرفه، ومع استمرار تسريع المجال الكهربائي للإلكترونات والأيونات، يبدأ تشكل مسار موصل من طرف القضيب إلى الغيوم أو العكس. ونتيجة لشكل القضيب المدبب جدا تفرغ شحنات الغيمة في صورة شرارة في قضيب مانعة الصواعق بدلاً من تفريغها في أي نقطة مرتفعة من المنزل أو البناية. ثم تنتقل الشحنات من قضيب مانعة الصواعق عبر موصل لتتفرغ بصورة آمنة في الأرض. يتطلب حدوث البرق عادة فرق جهد كبيرًا بين غيمتين أو بين الأرض والغيوم في حالة الصاعقة يصل إلى ملايين الفولتات. وعلى الرغم من أن تشغيل أنبوب التفريغ الكهربائي الصغير الذي يحتوي على الغاز يتطلب آلاف الفولتات إلا أن أسلاك التمديدات الكهربائية في المنازل لا تحمل عادة فرق جهد كافيًا لإحداث مثل هذا التفريغ الكهربائي. تخزين الشحنات المكثف Storing Charges: The Capacitor عند رفع كتاب عن سطح الأرض تزداد طاقة وضع جاذبية الكتاب، ويمكن تفسير ذلك على أنه تخزين للطاقة في مجال الجاذبية الأرضي. وبطريقة مماثلة يمكن تخزين الطاقة في المجال الكهربائي؛ ففي عام 1746م اخترع الفيزيائي الهولندي بيترفان مسجنبروك جهازا صغيرا يمكنه تخزين كمية كبيرة من الشحنات الكهربائية. وتكريما لمدينة ليدن التي عمل تجربة عملية هل يمكن تخزين كميات كبيرة من بها هذا العالم سُمي هذا الجهاز زجاجة (قارورة) ليدن واستخدم العالم بنيامين فرانكلين زجاجة ليدن لتخزين الشحنات الكهربائية الناتجة عن البرق، كما استخدمها في عدة تجارب ارجع إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية أخرى. وأصبح لهذا الجهاز الذي يعمل على تخزين الشحنات شكل جديد، بحيث أصبح أصغر حجما، ويسمى المكثف الكهربائي. عند إضافة شحنات كهربائية إلى جسم يزداد فرق الجهد الكهربائي بين ذلك الجسـ والأرض. وإذا كان شكل الجسم وحجمه ثابتين تبقى النسبة بين الشحنة المخزنة على الجسم وفرق الجهد الكهربائي ٩/٥٧ ،ثابتة، وتسمى تلك النسبة السعة الكهربائية C. وعند إضافة كمية من الشحنة ولو كانت قليلة إلى كرة صغيرة بعيدة عن الأرض يزداد فرق الجهد الكهربائي بينها وبين الأرض؛ لكون C صغيرة. أما الكرة الكبيرة فيمكنها أن تخزن كمية شحنات أكبر عند فرق الجهد نفسه، وبذلك تكون سعتها الكهربائية أكبر. الشحنات؟ وزارة التعليم Minist 299 2023-1445 Jucation

SPRAGUE POWERLYTICS 36DE 81000-4000 8726L 2201 MADE IN USA +95°C 5v 8000 صمّمت المكثفات ليكون لها سعات كهربائية محدّدة. وتتكون المكثفات جميعها من موصلين يفصل بينهما مادة عازلة. وللموصلين شحنتان متساويتان في المقدار لكنهما مختلفتان في النوع. وتستخدم المكثفات في أيامنا هذه في الدوائر الكهربائية لتخزين الشحنات. ويوضح الشكل 15- مجموعة من المكثفات التجارية التي تحوي عادة شرائط من الألومنيوم مفصولة بطبقة رقيقة من البلاستيك، ثم تلف بصورة أسطوانية حتى يقل حجمها ولا تشغل حيزا كبيرا. كيف يمكن قياس السعة الكهربائية لمكثف؟ بما أن السعة الكهربائية للمكثف لا تعتمد على شحنته فيمكن قياسها بوضع شحنة + على أحد اللوحين وشحنة أخرى - على اللوح الآخر، ثم قياس فرق الجهد الكهربائي الناتج بين اللوحين ٥٧، ثم نحسب السعة الكهربائية من خلال العلاقة أدناه، وتكون وحدة قياس السعة الكهربائية هي الفاراد F. السعة الكهربائية C= السعة الكهربائية هي النسبة بين الشحنة على أحد اللوحين وفرق الجهد بينهما. وحدة قياس السعة الكهربائية : (الفاراد) تُقاس السعة الكهربائية بوحدة الفاراد وقد سميت بهذا الاسم نسبة إلى العالم مايكل فارادي والفاراد الواحد عبارة عن واحد كولوم لكل فولت (CV). وكما أسلفنا أن 1C وحدة كبيرة جدا لقياس الشحنة، فإن 1 وحدة كبيرة جدًّا أيضًا لقياس السعة الكهربائية؛ فأغلب المكثفات المستخدمة في الإلكترونيات الحديثة لها سعات كهربائية تتراوح بين 10 بيكو فاراد (10-12F×10) و 500 ميكرو فاراد (500x10-F). أما المكثفات التي تستخدم في ذاكرة الحاسوب لمنع الفقد في الذاكرة فلها سعات كهربائية كبيرة تتراوح بين 0.5 و F 1.0. لاحظ أنه إذا زادت الشحنة زاد فرق الجهد الكهربائي أيضًا؛ لأن سعة المكثف لا تعتمد على الشحنة q، وإنما تعتمد على الأبعاد الهندسية للمكثف فقط. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 الشكل 15-3 تبين الصورة المجاورة أنواعًا مختلفة من المكثفات 300

مثال 5 إيجاد السعة الكهربائية إذا كان فرق الجهد الكهربائي بين كرة موصلة والأرض يساوي V 40.0 عند شحنها بشحنة مقدارها 10×2.4 فما مقدار سعتها الكهربائية؟ تحليل المسألة ورسمها . ارسم كرة فوق الأرض، وعيّن عليها الشحنة وفرق الجهد. q 2.4x10-6 C المعلوم المجهول C = ? AV = 40.0 V 4 = 2.4X106 إيجاد الكمية المجهولة بالتعويض عن 40.00 = q= 2.4×10-C،AV تقويم الجواب دليل الرياضيات إجراء العمليات الحسابية باستعمال الأرقام المعنوية AV=40.0 V C=q/AV C = 2.4x10-C 40.0 V = 6.0x10-8 F = 0.060 F • هل الوحدات صحيحة ؟ F = f الوحدة هي الفاراد. • هل الجواب منطقي ؟ السعة الكهربائية القليلة تخزّن شحنة كهربائية قليلة عند فرق جهد قليل مسائل تدريبية 27 مكثف كهربائي سعته 27 وفرق الجهد الكهربائي بين لوحيه 45V. ما مقدار شحنة المكثف ؟ 28. مكثفان؛ سعة الأول 3.3 ، وسعة الآخر AF 6.8. إذا وصل كل منهما بفرق جهد 24V فأي المكثفين له شحنة أكبر ؟ وما مقدارها ؟ 29. إذا شحن كل من المكثفين في المسألة السابقة بشحنة مقدارها C 10×3.5 فأيهما له فرق جهد كهربائي أكبر بين طرفيه ؟ وما مقداره؟ 30. شحن مكثف كهربائي سعته .2.2F حتى أصبح فرق الجهد الكهربائي بين الوحيه 6.0V. ما مقدار الشحنة الإضافية التي يتطلبها رفع فرق الجهد بين طرفيه إلى 15.0V؟ 31. عند إضافة شحنة مقدارها 10×2.5 إلى مكثف يزداد فرق الجهد بين لوحيه من 12.00 إلى 14.5. احسب مقدار سعة المكثف. وزارة التعليم Minist 301ucation 2023-1445

d . مسألة تحفيز يجذب لوحا مكتف كهربائي أحدهما الآخر لأنهما يحملان شحنتين مختلفتين، فإذا كانت المسافة بين الوحي مكثف متوازيين ،d وسعته الكهربائية C فأجب عما يأتي: 1. اشتق علاقة للقوة الكهربائية بين اللوحين عندما يكون للمكثف شحنة مقدارها و. 2. ما مقدار الشحنة التي يجب أن تخزن في مكثف سعته 22AF، والمسافة بين لوحيه mm 1.5 لتكون القوة بين لوحيه 2.0N أنواع المكثفات المختلفة تصنع المكثفات بأشكال وأحجام مختلفة، كما يوضح الشكل 15 فبعض المكثفات كبيرة وضخمة جدا حتى إنها تملأ غرفة كاملة، ويمكنها تخزين شحنات تكفي لإحداث برق اصطناعي، أو تشغيل ليزرات عملاقة قادرة على إطلاق آلاف الجولات من الطاقة خلال بضعة أجزاء من المليون من الثانية. أما المكثفات الموجودة في التلفاز فيمكنها تخزين كمية كافية من الشحنات عند فروق جهد مساوية لعدة مئات من الفولتات، لذا تكون خطيرة جدًّا إذا لمست . وتبقى هذه المكثفات مشحونة عدة ساعات بعد إغلاق التلفاز. وهذا هو سبب التحذير من نزع غطاء جهاز التلفاز القديم أو غطاء شاشة جهاز الحاسوب القديم حتى لو لم تكن متصلة بمصدر جهد كهربائي. يمكن التحكم في السعة الكهربائية لمكثف بتغيير المساحة السطحية للموصلين، أو اللوحين الفلزيين داخل المكثف، أو تغيير المسافة بين اللوحين، أو تغيير طبيعة المادة العازلة بينهما. وتسمّى المكثفات بحسب نوع العازل الذي يفصل بين اللوحين مثل السيراميك والمايكا والبوليستر والورق والهواء. ويمكن الحصول على سعة كهربائية كبيرة لمكثف بزيادة المساحة السطحية للوحين الفلزيين وتقليل المسافة بينهما. ولبعض المواد العازلة القدرة على عزل الشحنات الموجودة على لوحي المكثف بفاعلية وكفاءة، بحيث تسمح بتخزين كمية أكبر من الشحنة. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 302

3-2 مراجعة 32 فرق الجهد الكهربائي ما الفرق بين طاقة الوضع 36. السعة الكهربائية ما مقدار الشحنة المختزنة في مكثف الكهربائية وفرق الجهد الكهربائي؟ سعته 0.47AF عندما يُطبق عليه فرق جهد مقداره 33. المجال الكهربائي وفرق الجهد بين أن الفولت لكل متر هو نفسه نيوتن لكل كولوم. 12V؟ 37 توزيع الشحنات عند ملامسة كرة موصلة صغيرة 34. تجربة مليكان عندما تتغير شحنة قطرة الزيت المعلّقة مشحونة بشحنة سالبة لكرة موصلة كبيرة مشحونة داخل جهاز مليكان تبدأ القطرة في السقوط. كيف بشحنة موجبة، ماذا يمكن القول عن يجب تغيير فرق الجهد بين اللوحين لجعل القطرة تعود a جهد كل من الكرتين. إلى الاتزان من جديد؟ b. شحنة كل من الكرتين. 35. الشحنة وفرق الجهد إذا كان التغير في فرق الجهد 38. التفكير الناقد بالرجوع إلى الشكل 4-3، وضح الكهربائي في المسألة السابقة لا يؤثر في القطرة كيف تستمر الشحنات في التراكم على القبة الفلزية الساقطة فعلام يدل ذلك بشأن الشحنة الجديدة على المولد فان دي جراف، ولماذا لا تتنافر الشحنات لتعود القطرة؟ إلى الحزام عند النقطة B؟ وزارة التعليم Minist 303 2023-1445 fucation

مختبر الفيزياء . سؤال التجربة شحن المكثفات المكثف الكهربائي جهاز مكوّن من موصلين، أو لوحين فلزيين يفصل بينهما مادة عازلة، ويُصمم ليكون له سعة كهربائية محدّدة. وتعتمد السعة الكهربائية للمكثف على خصائصه الفيزيائية (نفاذية الوسط الكهربائية)، والأبعاد الهندسية للموصلين والعازل . وفي الرسم التخطيطي للدائرة الكهربائية يبدو المكثف أنه ينشئ دائرة مفتوحة، حتى عندما يكون المفتاح الكهربائي مغلقا. إلا أنه عند إغلاق المفتاح الكهربائي تنتقل الشحنات الكهربائية من البطارية مصدر جهد مستمر) إلى المكثف؛ فيُشحن لوحا المكثف بشحنتين متساويتين في المقدار ومختلفتين في النوع، ويتولّد فرق جهد كهربائي بينهما. وكلما زادت كمية الشحنة المتراكمة على المكثف ازداد فرق الجهد الكهربائي بين لوحيه وفي هذه التجربة ستختبر شحن عدة مكثفات مختلفة. ما الزمن اللازم لشحن مكثفات مختلفة السعة الكهربائية؟ الأهداف البطارية معًا. ركب الدائرة كما هو موضح في الصورة وذلك بتوصيل أحد طرفي المقاومة بطرف المفتاح الكهربائي تجمع البيانات وتنظمها حول المعدل الزمني اللازم لشحن حيث تستخدم المقاومة لتقليل شحن المكثف إلى معدل مكثفات مختلفة. يكون فيه قابلا للقياس، ثم صل الطرف الآخر للمقاومة تقارن بين المعدلات الزمنية اللازمة لشحن مكثفات مختلفة. مع القطب السالب للبطارية ٩٧. ثم تفحص المكثف تنشئ رسومًا بيانية وتستخدمها لفرق الجهد مقابل زمن 1000LF؛ لتحدّد أي طرفيه قد عُلم بإشارة سالبة، أو شحن عدة مكثفات. احتياطات السلامة المواد والأدوات سهم مع إشارة سالبة عليه، حيث يُشير ذلك إلى الطرف الذي سيوصل مع القطب السالب للبطارية، ثم صل هذا القطب بالطرف الآخر للمفتاح الكهربائي. وصل الطرف الموجب للمكثف مع ا رجب للبطارية. الطرف الموجب الطرف السالب بطارية 9V، وفولتمتر، ومشابك أو مرابط خاصة ببطارية 9V 2 صل الطرف ا. ومقاومة كهربائية ،47K2 ، وأسلاك توصيل، وساعة إيقاف للمكثف، والطرف ا و مفتاح كهربائي، ومكثفات AF 1000 و HF 500 و F 240 للمكثف، ثم قارن بين الدائـ ركبتها والدائرة الموضحة في الصورة لتتأكد من صحة توصيلاتك. الخطوات ولا تصل البطارية إلا بعد أن يتحقق المعلم من صحة 1. قبل بدء تنفيذ التجربة دع المفتاح الكهربائي مفتوحًا، ولا التوصيلات تصل البطارية. تحذير: كن حذرًا وتجنب تكون دائرة قصر .3 جهز جدول بيانات على أن تخصص أعمدة للزمن وأخرى 304 كهربائية، وخصوصًا عند تلامس السلكين الموصولين بقطبي لفرق الجهد لكل من المكثفات الثلاثة المختلفة. 4. يراقب أحد الطلاب الزمن الذي تقيسه ساعة الإيقاف، بينما يُسجل طالب آخر فرق الجهد عند الوقت المناسب. أغلق المفتاح الكهربائي، ثم قس فرق الجهد خلال فترات زمنية مقدارها 5 5. افتح المفتاح الكهربائي بعد جمع البيانات . 5. عند الانتهاء من المحاولة، خذ سلكة معزولا : وجمله بطري المكثف. سيعمل هذا على تفريغ المكثف. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

الزمن فرق الجهد (V) عبر فرق الجهد (V) فرق الجهد (V) عبر 240 μF عبر HF 500 1000 F جدول البيانات الزمن فرق الجهد (V) فرق الجهد (V) فرق الجهد (V) عبر HF 1000 عبر 500uF عبر 240F (S) 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 (S) 0 5 10 10 15 20 25 30 35 40 45 50 6. ضع المكثف HF 500 بدلا من المكثف F 1000، وكرّر التجربة ضُبطت مقاومة تدفق الشحنات عن طريق الخطوتين 4 و 5 ، ودوّن البيانات في الجدول في العمود توصيل مقاومة مقدارها 47k50 في الدائرة في الدوائر الكهربائية التي تتضمن مكثفا ومقاومة مثل الدائرة الخاص بالمكثف HF 500 7. ضع المكثف 240uF بدلا من المكثف 500uF، وكرّر الواردة في هذه التجربة فإن الزمن - مقيسا بالثانية الخطوات 4 و 5 ، ودوّن البيانات في الجدول في العمود اللازم لشحن المكثف بنسبة %63.3 من الجهد المطبق الخاص بالمكثف 240uF التحليل يساوي حاصل ضرب السعة في المقاومة، ويسمى هذا ثابت الزمن. لذا فإن T = RC؛ حيث T مقيسة بالثواني و R مقيسة بالأوم، وC مقيسة بالفاراد. احسب ثابت 1. لاحظ واستنتج هل شحن كل مكثف بحيث أصبح فرق الزمن لكل مكثف عند توصيله بالمقاومة 47k52. الجهد بين طرفيه 9V؟ اقترح تفسيرًا للسلوك الملاحظ. 2. قارن بين ثابت الزمن الذي حصلت عليه والقيم التي 2 أنشئ الرسوم البيانية واستخدمها أعد رسما بيانيًا على أن حصلت عليها من الرسم البياني. يكون الزمن على المحور الأفقي (x)، وفرق الجهد على المحور الرأسي (y) ارسم خطا بيانيًا منفصلا خاصا بكل الفيزياء في الحياة مكثف. الاستنتاج والتطبيق وضح آلات التصوير (الكاميرات) الصغيرة المزوّدة بوامض (فلاش) مخصَّص للاستعمال مرة واحدة فقط، ووحدات الفلاش الإلكترونية العادية تحتاج إلى مرور زمن معين حتى 1. فسر البيانات هل يصل جهد المكثف لحظيًّا إلى جهد مساءٍ يصبح الفلاش جاهزا للاستعمال، حيث يعمل المكثف فيها لفرق الجهد بين طرفي البطارية (9V)؟ وضح سبب على تخزين الطاقة لعمل الفلاش. وضح ما يحدث خلال الزمن الذي يجب أن تنتظره لأخذ الصور الثانية بهذا النوع من السلوك الملاحظ. 2. استنتج هل يحتاج المكثف الأكبر سعة إلى زمن أكبر حتى الكاميرات. يُشحن تماما ؟ ولماذا ؟ التوسع في البحث 1. يعتمد الزمن اللازم لشحن مكثف - أي حتى يصل فرق الجهد بين طرفيه إلى فرق الجهد بين طرفي البطارية - على سعته ومقاومته لتدفق الشحنات خلال الدائرة في هذه وزارة التعليم Miniseducation 305 2023-1445

306 كيف تعمل How it Works مانعة الصواعق؟ lightning Rods? قد يكون البرق مدمرا بصورة كبيرة؛ إذ ينتج عنه تيارات كهربائية كبيرة جدا في مواد رديئة التوصيل؛ مما يؤدي إلى توليد كمية تنطلق الشحنات الموجبة في صورة شرارة خارجة من كبيرة من الحرارة. لذا تستخدم مانعة الصواعق لحماية الأبنية عن قضيب مائعة الصواعق لتقابل الشعاع القائد فيكتمل المسار الموصل، ويعمل التيار على معادلة الشحنات طريق تبديد بعض الشحنات قبل حدوث ضربة الصاعقة؛ حيث المنفصلة، وحتى إذا لم تضرب الشرارة قضيب مانعة توفّر قضبان مانعة الصواعق مسارًا آمنا للتيار الكهربائي؛ وذلك الصواعق مباشرة فسيبقى التيار الهائل قادرا على الوصول إلى قضيب مانعة الصواعق، وهو المسار الأقل لأنها موصلات جيدة. وقد اخترع مانعة الصواعق العالم بنيامين ممانعة (مقاومة) إلى الأرض. فرانكلين في خمسينات القرن الثامن عشر. شرارة كهربائية الشعاع القائد موجبة قضيب مائعة الصواعق تتجمع الشحنات السالبة في العاصفة الرعدية، وتتراكم في المناطق السفلية من السحب ويتنافر المجال الكهربائي للشحنات السالبة على السحابة مع الإلكترونات التي على الأرض، مما يؤدي إلى تكون طرف أو منطقة على الأرض مشحونة بشحنة موجبة عن طريق الحث. التفكير الناقد 1. كوّن فرضية ما المسار الذي يسلكه التيار الكهربائي ليصل إلى الأرض إذا لم يكن المنزل مزودا بمانعة صواعق في أثناء ضربة الصاعقة؟ 2 قوم هل يجب أن تكون المقاومة بين نهاية سلك مانعة الصواعق المتصل بالأرض والأرض كبيرة أم صغيرة ؟ 3 استنتج ما المخاطر الناتجة عن التركيب غير الصحيح لنظام مانعة الصواعق؟ ينتقل التيار الكهربائي بأمان خلال الموصل إلى سطح الأرض. يُسرع المجال الكهربائي الكبير الإلكترونات والأيونات، مما يسبب سلسلة من التفاعلات في الهواء مكونا البلازما. ويعد الهواء المتأين مادة موصلة، حيث يتفرع خارجا من الغيوم مكونا ما يسمى عتبات قيادة التفريغ ( الشعاع القائد | -(step leaders وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

الفصل 3 دليل مراجعة الفصل 1- توليد المجالات الكهربائية وقياسها Creating and Measuring Electric Fields المفردات المفاهيم الرئيسة . المجال الكهربائي . يوجد مجال كهربائي حول أي جسم مشحون، ويؤثر هذا المجال بقوى في الأجسام . شحنة الاختبار المشحونة الأخرى. . خط المجال الكهربائي . المجال الكهربائي يساوي القوة الكهربائية المؤثرة على وحدة الشحنات. E= . اتجاه المجال الكهربائي هو اتجاه القوة الكهربائية المؤثرة في شحنة اختبار موجبة صغيرة. . توفّر خطوط المجال الكهربائي صورة للمجال الكهربائي؛ حيث تكون دائما خارجة من الشحنة الموجبة وداخلة إلى الشحنة السالبة، ولا تتقاطع مطلقا، وترتبط كثافتها بشدة المجال. 2- تطبيقات المجالات الكهربائية Applications of Electric Fields المفردات المفاهيم الرئيسة . فرق الجهد الكهربائي فرق الجهد الكهربائي يساوي التغير في طاقة الوضع الكهربائية لوحدة الشحنات . الفولت . سطح تساوي الجهد الكهربائية في المجال الكهربائي. AV= . المكثف الكهربائي . يُقاس فرق الجهد الكهربائي بوحدة الفولت . السعة الكهربائية . يكون المجال الكهربائي بين لوحين مشحونين متوازيين منتظما ما عدا النقاط التي تكون عند أطراف اللوحين؛ فيكون المجال عندها غير منتظم. ويرتبط فرق الجهد مع شدة المجال الكهربائي من خلال العلاقة الآتية: AV=Ed . بينت تجربة مليكان أن الشحنة الكهربائية مكماة. . بين مليكان أيضًا أن مقدار الشحنة السالبة التي يحملها الإلكترون تساوي C 10-19×1.6. . تتحرك الشحنات على سطح موصل حتى يصبح الجهد الكهربائي متساويًا في جميع النقاط على سطحه. . يعمل التأريض على جعل فرق الجهد بين الجسم والأرض صفرا. التأريض حدوث الشرارة الكهربائية الناتجة عن ملامسة الجسم المتعادل لأجسام أخرى تراكم عليها كمية كبيرة من الشحنات يمنع . يكون المجال الكهربائي أكبر ما يمكن عند المناطق المدرّبة أو الحادة من سطح الموصل. . السعة الكهربائية هي النسبة بين شحنة جسم وفرق الجهد الكهربائي عليه. C= لا تعتمد السعة الكهربائية على شحنة الجسم ولا على فرق الجهد هايه. . يستخدم المكثف الكهربائي في تخزين الشحنات الكهربائية. وزارة التعليم Minist 307 2023-1445 Lucation

تقويم الفصل 3 خريطة المفاهيم 45. كيف يتم الإشارة لشدة المجال الكهربائي من خلال 39. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات خطوط المجال الكهربائي ؟ (31) الآتية: السعة شدة المجال، J/C ، الشغل. إتقان المفاهيم الفرق الجهد المجال الكهربائي ( شحنة الاختيار ) N/C C/V 46. ما وحدة قياس طاقة الوضع الكهربائية؟ وما وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي، وفق النظام الدولي للوحدات S1 (32) 47. عرف الفولت بدلالة التغير في طاقة الوضع الكهربائية الشحنة تتحرك في مجال كهربائي (32) 48. لماذا يفقد الجسم المشحون شحنته عند وصله بالأرض؟ (3-2) 49. وضع قضيب مطاطي مشحون على طاولة فحافظ على شحنته بعض الوقت. لماذا لا تُفرغ شحنة القضيب المشحون مباشرة ؟ (32) 50 شحن صندوق فلزي قارن بين تركيز الشحنة على زوايا 40. ما الخاصيتان اللتان يجب أن تكونا لشحنة الاختبار؟ الصندوق وتركيزها على جوانب الصندوق. (2-3) (3-1) 41. كيف يحدد اتجاه المجال الكهربائي؟ (1-3) 42. ما المقصود بخطوط المجال الكهربائي؟ (1-3) 51 أجهزة الحاسوب لماذا توضع الأجزاء الدقيقة في الأجهزة الإلكترونية - كتلك الموضحة في الشكل -317 داخل صندوق فلزي موضوع داخل 43 ارسم بعض خطوط المجال الكهربائي لكل من صندوق آخر بلاستيكي ؟ (32) الحالات الآتية: (1-3) a. شحنتين متساويتين في المقدار ومتماثلتين في النوع. b. شحنتين مختلفتين في النوع ولهما المقدار نفسه. C شحنة موجبة وأخرى سالبة مقدارها يساوي ضعف مقدار الشحنة الموجبة. d لوحين متوازيين مختلفين في الشحنة. 44. في الشكل 16-3 أين تنتهي خطوط المجال الكهربائي الخارجة من الشحنة الموجبة ؟ (1-3) الشكل 17-3 تطبيق المفاهيم 308 الشكل 16-3 52. ماذا يحدث لشدة المجال الكهربائي عندما تنقص شحنة الاختبار إلى نصف قيمتها ؟ 53. هل يلزم طاقة أكبر أم طاقة أقل لتحريك شحنة موجبة ثابتة خلال مجال كهربائي متزايد؟ 54. ماذا يحدث لطاقة الوضع الكهرمان موجود داخل مجال كهربائي عندما يُطلق ليصبح حر الحركة ؟ وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445

تقويم الفصل 3 55. يبين الشكل 18- ثلاث كرات مشحونة بالمقدار من الشحنات، أم سيكون لهما المقدار نفسه منها؟ نفسه بالشحنات الموضّحة في الشكل الكرتان لا وح ثابتتان في مكانيهما، والكرة X حرة الحركة. والمسافة بين الكرة x وكل من الكرتين لا وح في البداية متساوية. حدد المسار الذي ستبدأ الكرة x في سلوكه، مفترضًا أنه لا يوجد أي قوى أخرى تؤثر في الكرات. E D C B الشكل 18-3 56. ما وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي بدلالة Cs kg ،m الشكل 19-3 61. إذا كان قطرا كرتي ألومنيوم 1cm و 10cm فأي الكرتين لها سعة أكبر ؟ 62. كيف يمكنك تخزين كميات مختلفة من الشحنة في مكثف؟ إتقان حل المسائل 3-1 توليد المجالات الكهربائية وقياسها 57. كيف تبدو خطوط المجال الكهربائي عندما يكون شحنة الإلكترون تساوي 199-10×1.60-، استخدم هذه للمجال الكهربائي الشدة نفسها عند النقاط جميعها في القيمة حيث يلزم . منطقة ما ؟ 63. ما مقدار شحنة اختبار إذا تعرضت لقوة مقدارها .58. تجربة قطرة الزيت لمليكان يفضل عند إجراء هذه N 10×1.4 عند نقطة شدة المجال الكهربائي فيها التجربة استخدام قطرات زيت لها شحنات صغيرة. هل يتعين عليك البحث عن القطرات التي تتحرك 5.0x10 N/C 64. يوضح الشكل 20 شحنة موجبة مقدارها سريعا أو تلك التي تتحرك ببطء عندما يتم تشغيل 105×1.0، تتعرض لقوة 0.30N، عند وضعها المجال الكهربائي؟ وضح إجابتك. عند نقطة معينة، ما شدة المجال الكهربائي عند تلك 59 في تجربة مليكان تم تثبيت قطرتي زيت في المجال النقطة ؟ الكهربائي. a. هل يمكنك استنتاج أن شحنتيهما متماثلتان؟ . أي خصائص قطرتي الزيت نسبها متساوية؟ 60. يقف زيد وأخيه يوسف على سطح مستو معزول متلامسين بالأيدي عندما تم إكسابهما شحنة، كما هو موضح في الشكل 19-3. إذا كانت المساحة السطحية لجسم زيد أكبر من أخيه فمن منهما يكون له كمية أكبر 1.0 x 105 C 0.30 N ... الشكل 20-3 وزارة التعليم Minist 309 2023-1445 fucation

تقويم الفصل 3 65. إذا كان المجال الكهربائي في الغلاف الجوي يساوي 69. تتسارع الإلكترونات في أنبوب الأشعة 150N C تقريبا، ويتجه إلى أسفل، فأجب عما يأتي: المهبطية في تلفاز نتيجة مجال كهربائي a. ما اتجاه القوة المؤثرة في جسيم مشحون بشحنة سالبة؟ مقداره N/C 105×1.00. احسب ما يأتي: . أوجد القوة الكهربائية التي يؤثر بها هذا المجال a القوة المؤثرة في الإلكترون. في إلكترون. c. قارن بين القوة في الفرع b وقوة الجاذبية الأرضية تسارع الإلكترون إذا كان المجال منتظما افترض أن كتلة الإلكترون kg 10×9.11 المؤثرة في الإلكترون نفسه كتلة الإلكترون 70. أوجد شدة المجال الكهربائي على بعد cm 20.0 من تساوي kg 102 × 9.1) 66. ارسم بدقة الحالات الآتية: a. المجال الكهربائي الناتج عن شحنة مقدارها +1.0 C b. المجال الكهربائي الناتج عن شحنة 2.0C (اجعل عدد خطوط المجال متناسبا مع التغير في مقدار الشحنة). شحنة نقطية مقدارها C 107×8 + . 71. شحنة نواة ذرة رصاص تساوي شحنة 82 بروتونا. a. أوجد مقدار واتجاه المجال الكهربائي على بعد m 100×1.0 من النواة. . أوجد مقدار واتجاه القوة المؤثرة في إلكترون موضوع على البعد السابق من النواة. 3-2 تطبيقات المجالات الكهربائية 72. إذا بذل شغل مقداره 120 لتحريك شحنة مقدارها 67. وضعت شحنة اختبار موجبة مقدارها C 10×6.0 في مجال كهربائي شدته / 50.0، كما هو موضح في 2.4C من اللوح الموجب إلى اللوح السالب، كما هو الشكل .-21- ما مقدار القوة المؤثرة في شحنة الاختبار؟ موضح في الشكل 22-3، فما فرق الجهد الكهربائي 2.4 C بين اللوحين؟ q-6.0 x10°C E=50.0 N/C الشكل 21-3 الشكل 22-3 .68 ثلاث شحنات X و Y و Z يبعد بعضها عن بعض 73. ما مقدار الشغل اللازم لنقل شحنة مقدارها مسافات متساوية. إذا كان مقدار الشحنة X 0.15C خلال فرق جهد كهربائي مقداره 9.00؟ يساوي ،1.0AC+ ، ومقدار الشحنة لا يساوي .74 بذلت بطارية شغلاً مقداره ( 1200 لنقل شحنة 2.0C+ ، والشحنة 2 صغيرة وسالبة كهربائية. ما مقدار الشحنة المنقولة إذا كان فرق a فارسم سهما يُمثل القوة المحصلة المؤثرة في الجهد بين طرفي البطارية 12V؟ الشحنة 2. 75. إذا كانت شدة المجال الكهربائي بين الوحين متوازيين . إذا كانت الشحنة 2 موجبة وصغيرة فارسم سهما مشحونين 10N / C×1.5، والبعد ليهما 1210.060m فرق الجهد الكهربائي بين اللوحين بوحدة الفولت؟ يمثل القوة المحصلة المؤثرة فيها. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 310

تقويم الفصل 3 65. إذا كان المجال الكهربائي في الغلاف الجوي يساوي 69. تتسارع الإلكترونات في أنبوب الأشعة 150N C تقريبا، ويتجه إلى أسفل، فأجب عما يأتي: المهبطية في تلفاز نتيجة مجال كهربائي a. ما اتجاه القوة المؤثرة في جسيم مشحون بشحنة سالبة؟ مقداره N/C 105×1.00. احسب ما يأتي: . أوجد القوة الكهربائية التي يؤثر بها هذا المجال a القوة المؤثرة في الإلكترون. في إلكترون. c. قارن بين القوة في الفرع b وقوة الجاذبية الأرضية تسارع الإلكترون إذا كان المجال منتظما افترض أن كتلة الإلكترون kg 10×9.11 المؤثرة في الإلكترون نفسه كتلة الإلكترون 70. أوجد شدة المجال الكهربائي على بعد cm 20.0 من تساوي kg 102 × 9.1) 66. ارسم بدقة الحالات الآتية: a. المجال الكهربائي الناتج عن شحنة مقدارها +1.0 C b. المجال الكهربائي الناتج عن شحنة 2.0C (اجعل عدد خطوط المجال متناسبا مع التغير في مقدار الشحنة). شحنة نقطية مقدارها C 107×8 + . 71. شحنة نواة ذرة رصاص تساوي شحنة 82 بروتونا. a. أوجد مقدار واتجاه المجال الكهربائي على بعد m 100×1.0 من النواة. . أوجد مقدار واتجاه القوة المؤثرة في إلكترون موضوع على البعد السابق من النواة. 3-2 تطبيقات المجالات الكهربائية 72. إذا بذل شغل مقداره 120 لتحريك شحنة مقدارها 67. وضعت شحنة اختبار موجبة مقدارها C 10×6.0 في مجال كهربائي شدته / 50.0، كما هو موضح في 2.4C من اللوح الموجب إلى اللوح السالب، كما هو الشكل .-21- ما مقدار القوة المؤثرة في شحنة الاختبار؟ موضح في الشكل 22-3، فما فرق الجهد الكهربائي 2.4 C بين اللوحين؟ q-6.0 x10°C E=50.0 N/C الشكل 21-3 الشكل 22-3 .68 ثلاث شحنات X و Y و Z يبعد بعضها عن بعض 73. ما مقدار الشغل اللازم لنقل شحنة مقدارها مسافات متساوية. إذا كان مقدار الشحنة X 0.15C خلال فرق جهد كهربائي مقداره 9.00؟ يساوي ،1.0AC+ ، ومقدار الشحنة لا يساوي .74 بذلت بطارية شغلاً مقداره ( 1200 لنقل شحنة 2.0C+ ، والشحنة 2 صغيرة وسالبة كهربائية. ما مقدار الشحنة المنقولة إذا كان فرق a فارسم سهما يُمثل القوة المحصلة المؤثرة في الجهد بين طرفي البطارية 12V؟ الشحنة 2. 75. إذا كانت شدة المجال الكهربائي بين الوحين متوازيين . إذا كانت الشحنة 2 موجبة وصغيرة فارسم سهما مشحونين 10N / C×1.5، والبعد ليهما 1210.060m فرق الجهد الكهربائي بين اللوحين بوحدة الفولت؟ يمثل القوة المحصلة المؤثرة فيها. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 310

تقويم الفصل 3 مراجعة عامة ارجع إلى الرسم البياني الموضح في الشكل 28-3 84. ما مقدار الشغل المبذول لتحريك شحنة الذي يمثل الشحنة المختزنة في مكثف في أثناء زيادة مقدارها 0.25AC بين لوحين متوازيين البعد بينهما فرق الجهد عليه، عند حل المسائل 95-91. cm 0.40 ، إذا كان المجال بين اللوحين 6400N C 91. ماذا يمثل ميل الخط الموضّح على الرسم البياني؟ 85. ما مقدار الشحنات المختزنة في مكثف ذي لوحين 92. ما سعة المكثف الممثل في هذا الشكل؟ متوازيين سعته 0.22 ، إذا كان البعد بين لوحيه 93. ماذا تمثل المساحة تحت الخط البياني؟ 1.2cm، والمجال الكهربائي بينهما 2400N / C 94. ما مقدار الشغل اللازم لشحن هذا المكثف ليصبح 86. يبين الشكل - كرتين فلزيتين صغيرتين متماثلتين فرق الجهد بين الوحيه V 25؟ البعد بينهما 25cm ، وتحملان شحنتين مختلفتين في 95. لماذا لا يساوي الشغل الناتج في المسألة السابقة المقدار النوع، مقدار كل منهما AC .0.060. إذا كان فرق الجهد بينهما V 300 فما مقدار السعة الكهربائية للنظام؟ SqAV 15 الشحنة المختزنة في مكتف 0.060 C -0.060 μC AV 300 V 25 cm الشكل 26-3 ارجع إلى المكثف الموضح في الشكل 27-3 عند حل المسائل 90-87 87 إذا شُحن هذا المكثف حتى أصبح فرق الجهد بين لوحيه 120V فما مقدار الشحنة المختزنة فيه ؟ 0 10 20 30 AV (V) الشكل 28-3 10 5 88. ما مقدار شدة المجال الكهربائي بين لوحي المكثف ؟ 96. مثل بيانيا شدة المجال الكهربائي الناشئ بالقرب من 89. إذا وضع إلكترون بين لوحي المكثف فما مقدار القوة شحنة نقطية موجبة، على شكل دالة رياضية في البعد المؤثرة فيه ؟ عنها. 90. ما مقدار الشغل اللازم لتحريك شحنة إضافية مقدارها 97. أين يكون المجال الكهربائي الناشئ عن شحنة نقطية C 0.010 بين لوحي المكثف عندما يكون فرق الجهد صفرا ؟ بينهما 120V؟ AV = 120 V C=0.047 uF 0.25 cm الشكل 27-3 98. ما شدة المجال الكهربائي على بعد m 0 من شحنة نقطية ؟ هل هناك شيء يشبه الشحنة النقطية تماما ؟ التفكير الناقد 99. تطبيق المفاهيم على الرغم من تصميم قضيب مانعة الصواعق ليوصل الشحنات بأمان إلى الأرض، إلا أن هدفه الرئيس هو منع ضربة الصاعقة في المقام الأول فكيف تؤدي مانعة الصواعق هذا الهدف؟ ...... وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 312

تقويم الفصل 3 100. حلّل واستنتج وُضعت الكرتان الصغيرتان A c. ما الزمن الذي بقيت فيه القطرات بين اللوحين؟ و B على محور ، كما هو موضح في الشكل 29-3 فإذا كانت شحنة الكرة ٨ تساوي 10×3.00 والكرة B تبعد مسافة مقدارها 0.800m عن يمين الكرة ، وتحمل شحنة مقدارها C 10×5.00 فما شدة المجال الكهربائي واتجاهه عند نقطة فوق المحور x ، بحيث تشكل هذه النقطة رأس مثلث متساوي الأضلاع مع الكرتين A و B؟ +3.00 x10 °C -5.00 x10 °C A 0.800 m B الشكل 29-3 d. ما إزاحة القطرات؟ 1.5 cm E 1.2x106 N/C الشكل 30-3 q m 102. تطبيق المفاهيم افترض أن القمر يحمل شحنة فائضة تساوي ، وأن الأرض تحمل شحنة فائضة تساوي 109 ، ما مقدار الشحنة و التي تنتج مقدار القوة نفسه الناتج عن قوة الجاذبية بين كتلتيهما؟ الكتابة في الفيزياء 103. اختر اسما لوحدة كهربائية، مثل: الكولوم، أو الفولت، أو الفاراد، وابحث عن حياة وعمل العالم 101 حلل واستنتج في طابعة نفث الحبر، تُعطى قطرات الحبر الذي سُمِّيت باسمه واكتب مقالة موجزة عن هذا العالم على أن تتضمن مناقشة العمل الذي برر إطلاق كمية معينة من الشحنة قبل أن تتحرك بين لوحين كبيرين متوازيين الهدف منهما توجيه الشحنات بحيث يتم اسمه على تلك الوحدة. إيقافها لتتحرك في قناة؛ لكي لا تصل إلى الورقة، كما هو موضح في الشكل 30-3. ويبلغ طول كل مراجعة تراكمية لوح cm 1.5، ويتولد بينهما مجال كهربائي مقداره 104. إذا كانت القوة بين شحنتين Q و 4 تساوي F عندما N/C 10×1.2. فإذا تحركت قطرات حبر، كتلة كل كانت المسافة بينهما ، فأوجد مقدار القوة الجديدة منها 0.10ng، وشحنتها 16-10×1.0، أفقياً بسرعة التي تنتج في كل حالة من الحالات الآتية: (الفصل (2) 15m/s في اتجاه مواز للوحين، كما في الشكل، فما مقدار a مضاعفة ، ثلاث مرات. الإزاحة الرأسية للقطرات لحظة مغادرتها اللوحين؟ لمساعدتك على إجابة السؤال أجب عن الأسئلة الآتية: .. ما القوة الرأسية المؤثرة في القطرات؟ b. ما مقدار التسارع الرأسي للقطرات؟ مضاعفة Q ثلاث مرات. مضاعفة كل من ، و ثلاث مرات. d مضاعفة كل من ، و مرتين. مضاعفة كل من ، و Q، و ثلاث مرات. وزارة التعليم Minist 313ucation 2023-1445

اختبار مقنن أسئلة الاختيار من متعدد اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يأتي: 1. لماذا يقاس المجال الكهربائي بشحنة اختبار صغيرة فقط؟ حتى لا تشتت الشحنة المجال. B لأن الشحنات الصغيرة لها زخم قليل. حتى لا يؤدي مقدارها إلى دفع الشحنة المراد قياسها جانبا. لأن الإلكترون يستخدم دائما بوصفه شحنة اختبار وشحنة الإلكترونات صغيرة. 2. إذا تأثرت شحنة مقدارها 10×2.1 بقوة مقدارها 14N، فما مقدار المجال الكهربائي المؤثر ؟ 5. ما مقدار الشغل المبذول على بروتون عند نقله من لوح سالب الشحنة إلى لوح موجب الشحنة، إذا كانت المسافة بين اللوحين 4.3cm والمجال الكهربائي بينهما $125 N/C 5.5×10-23 JA 8.6×10-19] B 1.1×10-16] © 5.4J D 125 N/C |||| 0.15x10 N/C A 6.7X10N/CB 29x10 N/C O 6.7×10N/CO 4.3 cm 6. كيف تم تحديد قيمة المجال الكهربائي في تجربة قطرة الزيت لمليكان؟ 3 تتأثر شحنة اختبار موجبة مقدارها HC 8.7 بقوة N 10×8.1 في اتجاه يصنع زاوية 24 شمال الشرق. ما مقدار شدة المجال الكهربائي واتجاهه في موقع شحنة الاختبار؟ N/C -10×7.0 24 شمال الشرق. ® N/C 10×1.7 ، 24 جنوب الغرب. © N/C 10×1.1 ،24 غرب الجنوب. N/C D 10×9.3 24" شمال الشرق. 4. ما مقدار فرق الجهد الكهربائي بين لوحين يبعد أحدهما عن الآخر 18cm والمجال الكهربائي بينهما باستخدام مغناطيس كهربائي قابل للقياس. من خلال فرق الجهد الكهربائي بين اللوحين. من خلال مقدار الشحنة. D بمقياس كهربائي. 7. في تجربة قطرة الزيت، تم تثبيت قطرة زيت وزنها N 104×19 عندما كان فرق الجهد بين اللوحين 0.78 ، والبعد بينهما mm 63، كما هو موضح في الشكل في الصفحة الآتية. ما مقدار الشحنة على القطرة؟ وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 -1.5×10-18 C -3.9x10¹ CB -1.2x10-15C O -9.3×10-13CD $4.8×10³ N/C 27 VA 86 VB 0.86 kV C 27 kV D 314

اختبار مقنن وزارة التعليم Minist 315ucation 2023-1445 + + + + + 0.78 kV 63mm 8 مكثف سعته .0.093AF إذا كانت شحنت AC 58 فما مقدار فرق الجهد الكهربائي عليه؟ 5.4×10-12VA 1.6×10VB 6.2X10V C 5.4x10 V D الأسئلة الممتدة 9. افترض أن قطرة زيت تحمل 18 إلكتروناً إضافياً. احسب شحنة قطرة الزيت واحسب فرق الجهد الكهربائي اللازم لتثبيتها بين لوحين فلزيين متوازيين ومشحونين البعد بينهما 14.1mm، إذا كان وزنها 140-10×6.12. إرشاد استعمل نظام الأصدقاء ادرس ضمن مجموعة؛ لأن الدراسة في مجموعة صغيرة تتيح لك الاستفادة من المهارات والمعارف من معين أوسع، واحرص على أن تكون مجموعتك صغيرة ما أمكنك، وتبادلوا طرح الأسئلة فيما بينكم، وركزوا في نقاشكم وتجنبوا الخوض في موضوعات جانبية.