منتديات العلم الذهبي

كل شي يرحب بك
كل شي يتبسم ويتوهج فرحا بقدومك
كل شي ينمق عبارات الترحيب
ويصوغ كلمات الحب لوجودك
كل شي ينتظر مشاركاتك
وقلمك الرائع وابداعاتك
كل شي يردد حياك الله ^_^


يتكون من عدة اقسام علمية
 
الرئيسيةالبوابةاليوميةس .و .جبحـثالأعضاءالمجموعاتالتسجيلدخول
نحن الان نقدم لكم منتدى علمى مفيد جدا و من يسجل يكون له حق المشاركة و منتدانا يجيب و يساعد الاعضاء فى الابحاث فمن يطلب بحث سوف يكون موجود خلال 24 ساعة و يقدم مساعدة للباحثين فى كل نواحى العلوم فقط اترك موضوع اكتب فيه ما تحتاجه و سوف تجده فى القسم الذى ينتمى اليه و يمكنكم مراسلتى على الايميل doctor_riham31@yahoo.com سوف أجيب على ما تحتاجونه مع خالص الاحترام . احبائي اعضاء المنتدى سوف اغيب عن المنتدى ولن ادخله كثيراً لظروف ابحاثي و دروسي و يا ريت تعتنوا بيه .
تم عمل تعديلات جديدة للمنتدي وتشمل ( اضافة أقسام جديدة - ستايل جديد ورائع للمنتدي - عمل شات احترافي للمنتدي اسفل الصفحة الرئيسية - تلوين اقسام المنتدي واضافة صورة لكل قسم ) ونرجو أن تلقي هذه التعديلات اعجابكم ويمكنكم ارسال مقترحاتكم حول تطوير المنتدي الينا لدعمنا ومساعدتنا في عرض المنتدي بأحسن صورة ولا تبخلوا علينا بها .. شكرا لكم .. الإدارة
عادة يتم تفعيل حسابات الأعضاء الغير مفعله خلال 48 ساعة كحد أقصي من خلال الادارة 48

شاطر | 
 

 الكهرباء الاستاتيكية

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
SPACE SCIENTIST
الاعضاء
الاعضاء
avatar

عدد المساهمات : 47
تاريخ التسجيل : 18/04/2012
العمر : 21
الموقع : http://doctor-science.forumegypt.net/

مُساهمةموضوع: الكهرباء الاستاتيكية    الخميس مايو 03, 2012 5:06 pm


الدرس الاول
الكهرباء الاستاتيكية


منشاء الوجود الكهربى

الشحنات الكهربية وتنقسم الى نوعين

الشحنات الموجبة +Ve
والشحنات السالبة -Ve

واهم الخصائص ان الشحنات المختلفة تتجازب والمتشابهة تتنافر ( وهذا من احدى اسرار الله فى الكون )

هنقوم بعمل تجربة بسيطة والكل تقريبا عملها ايام الاعدادية وهى

مسطرة بلاستيكية وبعض قصاصات الورق

قم بحك المسطرة فى ( قفاك ظهرك لا يهم )
سيتكون على المسطرة شحنات وهذا هو الطبيعى ( لكن فى الغالب تنمو عليها كائنات دقيقة تطرقع وتقفز من مكان لاخر )
المهم بتقيب المسطرة الى الى قصاصات الورق ستجد ان قصاصات الورق تنجزب اليها والسبب فى ذلك اختلاف الشحنات
قانون كولم Coulomb law


العالم كولوم من اوائل العلماء الذى درس سلوك الهرباء ( ايام الستات ما كانو بيغسلو فى الطشط )

لاحظ كولم وجود قوة بين شحنتين ووجد ان هذه القوة تتناسب طرديا مع حاصل ضرب مقدار الشحنتين
وجد ثابت التناسب وهو

وللتسهيل سنكتبه K

طبعا كل قوانين الفيزياء تعتم على دراسة علاقات التناسب

ويكون القانون
LaTeX



حيث r هى المسافة بين الشحنتين

فاذا عرفت مقدار الشحنتين والمسافة بينهم امكنك ايجاد القوة المؤثرة عليهم
المجال الكهربى


المجال الكهربى هو النطاق الذى يظهر فيه التاثير الكهربى فاذا وضعت شحنة منفردة فى منطقة ما سوف يظهر التاثير الكهربى فيه

وبذلك نجد ان المجال الكهربى يعتمد على شحنة منفردة او مجموعة شحنات

اذا المجال الكهربى يمكن تعريفه كالتالى:

القوة الكهربى المؤثرة على وحدة الشحنات او على شحنة مقدارها واحد كولوم وسنرمز له بالرمز E



بالتعرويض عن ال F

اذا




بعد ذلك يمكن دراسة المجال الكهربى الناشئ عن عدة شحنات لكن لا اعرف مستواكم فى المتجهات والجبر الاتجاهى لذلك سنكتفى بهذا الان
والان اذا ادرجنا شحنة داخل مجال كهربى فستؤثر على تلك الشحنة قوة كهربية تاتى من العالقة التالية





ونلاحظ ان المجال الكهربى يظهر بعدة صور وتكون عبارة عن خطوط تاتى من مصدر المجال وتنتهى عند الا نهاية

او تخرج من نقطة وتدخل للاخرى


طبعا سيقول احدكم ما الفائدة من دراسة المجال لانه مشتق من القوة الكهربية

المجال هو ما سيساععدنا فى توضيح بعض المفاهيم الكهربية كفرق الجهد وشدة التيار









الفيض الكهربى

هو عدد خطوط الفيض التى تمر فى اتجاه عمودة وعلى مساحة معينة ( وحدة المساحات )

اى اننا اذا اخذنا مساحة معينة مقدارها واحد متر ووضعناها فى مجال كهربى فتخترق خطوط المجال الكهربى هذه المساحة يسمى ذلك بالفيض الكهربى مع العلم انه يجب ان تكون الخطوط عمودية

ويرمز للفيض الكهربى ب Ộ


اذا



حيث A هى المساحة


لكن هذا فى حالة ان المساحة مسطحة منتظمة و خطوط الفيض ليست عمودية كسطح السطوانة مثلا او سطح به هضاب وخطوط فيض دائرية ويا حبذا لو كانت تلك الاسطح تتبع منحنيات دوال مشهورة

لذلك سالتكم عن التفاضل والتكامل

يقوم علم التفاضل بتجزئة منحنى الدالة الى قطع صغيرة جدا بحيث ان تكون تلك القطع شبه منتظمة كما بالصورة التالية
وسنرمز للمساحة المفاضلة بالرمز dA وهى قطعة صغير جدا من المساحة


التكامل هى عملية عكسية تماما للتفاضل وهى بالمعنى الهندسى تجميع القطع الصغيرة بعد اجراء عملية ما عليها


والاجراء الحالى مثلا فى حالة وجد سطح غير منتظم ونرمز له بالرمز A

سنقوم باجراء عملية التفاضل عليه وسينتج قطع صغيرة ترمز لها بالرمز dA



نعلم ان الفيض الكهربى = E * A

والسطح غير منتظم

اذا يمكننا حساب الفيض للوحدة الصغيرة المنتظمة وستكون E * dA

وبتجميع القطع الصغيرة بعملية التكامل اذا


انتهينا اخر مرة فى حساب خطوط الفيض على مساحة غير منتظمة وقلنا انها تساوى





لكن ماذا اذا كانت خطوط الفيض تميل على السطح بزاوية



حسب علم حساب المثلثات والمتجهات فان المركبة العمودية تتم باخذ جيب تمام تلك الزاوية



اى





لكن فى المتجهات يسمى ذلك الضرب القياسى او ضرب الدوت ( . )



وتكتب على تلك الصورة





ويمكننا استخدام هذا القانون فى حساب كثافة الفيض الكهربى لاى سطح معرض لمجال كهربى






قانون جاوس

وجد انه الفيض الكهربى داخل اى سطح مغلق لا يعتمد على شكل هذا السطح ولكنه يعتمد فقط على قيمة الشحنة بداخل هذا السطح



ملحوظة يجب ان يكون السطح مغلق لتنفيذ هذا القانون





اذا الفيض الكهربى يتناسب طرديا مع الشحنة الموجودة داخل السطح وثابت التماسب هو ℮



حيث ان e هو معامل النفاذية الكهربية للوسط



ويكون القانون كاتالى





انتها فى اخر درس عن حساب الفيض الكهربى وقانون جاوس



طبعا واحد هيقولى ايه يا عم لازمة قانون جاوس ده كل الى فيه انه اوجد علاقة بين الشحنة والفيض الكهربى

لكنى ساقول له انه هذا القانون هام جدا حيث انك يمكننا من خلاله اجد المجال الكهربى واشياء اخرى تهمنا فى مجال الكهرباء فى تصنيع بعض المكونات الالكترونية ايضا كالمكثفات



انتم عرفتم انه من المحاضرة السابقة ان الفيض الكهربى عبارة عن حاصل ضرب المجال فى المساحة







وهو ايضا حسب قانون جاوس





عظيم اذا مازلتم تذكرون هذا يمكننا الان ان ننتقل الى الجزء التالى





تطبيقات على قانون جاوس




حساب المجال الكهربى الناتج عن نقطة مشحونة





نفرض انه توجد نقطة مشحونة شحنة موجبة ومعزولة فى الفراغ



نفرض ايضا وجود سطح كروى يحيط بتلك الشحنة



بتطبيق قانون جاوس









حيث e هو معامل النفازية الكهربية للهواء



قلنا قبل ذلك ان علامة ال (.) تدل على الضرب القياسى ويمكن استبدالها ب Cos a حيث a هى الزاوية المحصورة بين المتجهين



ملحوظة اخرى خبيثة ( اصطلح الرياضيون ان متجه المساحة او الخط العمودى على الساحة )



نرجع الى قانون جاوس







اى









وبما ان الشحنة موجودة فى مركز الكرة اى ان المجال الناتج سيكون فى اتجاه نصف القطر

ونحن كلنا نعلم ان نصف القطر عمودى دائما على المساحة السطع اى انه موازى لمتجه المساحة اى ان الزاوية بينهم = 0



ويكون









و Cos 0 = 1



يكون القانون كالتالى







والمجال الناتج من الشحنة منتظم اى انه يمكن اخراجة من التكامل







وتكامل ال dA = A







وتلك هى الصورة النهائية للقانون فى حالة النقطة المشحونة



اذا







ولكن الهدف هو ايجاد شدة المجال على بعد معين من الشحنة



اذا







لكن مساحة الكرة =r2д4





اذا



محاولة لتنشيط القسم مع انى فى فترة امتحانات حبيت اكمل بدرس بسيط كلتكملة للفيزياء الكهربية











حساب شدة المجال الناتجة عن خط من الشحنات الكهربائية



يحدث فى الحياه العملية مثل خطوط البرق



وايضا هو درس مهم جدا فى حساب سعة المكثفات



فالنبدا باذن الله



عرفنا من قانون جاوس ان كثافة الفيض الكهربى والتى تساوى EA



تاتى من العلاقة التالية







حيث e هى النفازية الكهربية للوسط



اذ تخيلنا وجود خط مشحون فهذا الخط ينتج عنه خطوط مجال متوازية مثل اشعة ضوء الشمس



وذا تخيلنا سطح جاوس حوله هذا السطح من الممكن ان يكون السطح الخارجى لاسطوانة ( او اى مجسم اخر يسهل حساب مساحته )



اذا هناك ثلاث مساحات للاسطوانة



القاعدة العلوية والسفلية



المساحة الجانبية



القاعدة العلوية والسفلية تكون موازية للخطوط المجال اى ان خطوط المجال عمودية على متجه المساحة اذا ينعدم الفيض عندها لان cos ( 90 ) = 0



اما المساحة الجانبية وهو ما يهمنا فيمكن حساب مساحتها من محيط القاعدة فى الارتفاع ( راجع هندسة ابتدائى )



فبتطبيق قانون جاوس







لكن نريد تنظيف المعادلة



يمكن اعتبار q / l الكثافة الخطية للشحنة ونرمز لها بالرمز f



فتكون المعادلة







ساحاول تدعيم الموضوع بالصور لكن والله زنقة الامتحانات لكن حبيت ارد النشاط



لكن قبل ان ابدا فى هذا الدرس اريد ان اوضح بعض الاشياء التى لا يعرفها كثير من المبتدئين وبعض الناس يخافون من الكهرباء

اذا سالت احدكم عن الكهرباء الموجودة فى الوحدات السكنة الفيشى بالعامية وسالته اين السالب والموجب
حدثت كثير ممن معنا فى الكلية ويدرسون هندسة ان لسالب كذا والموجب كذا (ده فى حاة الطرفية فى بعض البلدان يكون هناك طرف ثالث يسمى الارضى ) لكن احب ان اوضح ان الكهرباء الموجودة فى المنازل والتى تاتى من محطات التوليد هو تيار متردد اى انه متغير فى الشدة والاتجاه يعنى بالعربى لا يوجد سالب ولا موجب

ناتى لاشياء اخرى وهو الخوف من الكهرباء
لايصح لمتخصص فى الهرباء ان يخاف من الكهرباء خوف مرضى يجب ان تكون تلك الاساسيات معه

متى اتكهرب وهل دائما اذا لمس سلك عارى ساتكهرب

لكى نكون متفقين لكى يمر تياركهربائى فى اى مادة فى الدنيا يجب ان تكون الدائرة مغلقة ما معنى هذا الكلام



فى الدائرة البسيطة السابقة الدائرة مغلقة اى ان مسار التيار مغلق لذلك تتوقع ان تضيئ اللمبة

لكن اذا قمنا بعمل قطع فى السلك ما الذى سوف يحدث سوف تطفئ اللمبة


يمكنك تطبيق تلك المبادئ على كل شئ حتى جسم الانسان ى لكى تتكهرب يجب ان تكون الدائرة مغلقة

احد اصدقائى تحدانى ان اضع مفك فى مقبس الكهرباء وكان مندهشا جدا انى لم اتكهرب لماذا طبعا لان الدائرة مفتوحة
مثال اخر انت تجد العصافير فى المناطق الريفية التى تجد بها اسلاك اكهرباء معلقة على اعمدة تجدها لا تتكهرب وهذا هو السبب انها تقف على سلك واحد
لكن اذا حاول غراب ان يقع على السلك ستجده قد تفحم لمذا طبعا لانه سيمسك السلكين بسبب ان جسمه كبير

حسنا الناس دلوقتى هتروح مخرجة سلك معرى من الكهرباء سلك واحد فقط وسيقوم بمسكة وهو واقف على الارض طبعا ممكن ان يتكهرب واذا كتب له عمر جديد ولم يمت لا قدر الله سيقذى بقيه حياته يبحث عنى لكى يقتلنى

لكن ستقولون لى لماذا تكهرب هذا الشخص رغم انه ممسك بسك واحد
ساقول لكم لانه واقف حافى القدمين على الارض
لكن ما علاقة الارض بالموضوع (هى تختلف عن الارضى الارضى شئ اخر)


الرسمة السابقة هى ركنننخسمة لتوصويل الكهرباء ثلاثية الاوجه من نوع نجمة ( لها قصة طويلة حيث ان كفائة نقل القدرة عالية) الطرف المكتوب عليه n هو الطرف المتعادل ويتم دفنه تحت الارض مع الجرافيت وعناصر اخرى اذا اصبحت الارض متوصله الان فى الدائرة
اصبحت الامور واضحة الان اى ان مسار الكهرباء سيكون من يدك الى قدميك ثم الى الارض واخيرا الى الطرف n وبذلك تكون اغلقت الدائرة
ولذلك تاتى اهمية الارضى فى المقابس 3 اطراف لكن عندنا فى مصر لا يهتمون لحياة البنىادم لذلك الاجهزة كلها طرفين فقط

سؤال اخير يقولون احيانا ان من يتكهرب لاقدر الله انه لايستطع ان يفلت او ان الكهرباء جزبته
الكهرباء لا تجزب احد

كلنا نعرف ان مخ الانسان او اى كائن حى يتحكم به عن طريق الجهاز العصبى من خلال النبضات الكهربية
اذا عندما تتكهرب انت تكون واقع تحت تاثير جهد عالى والذى بدورة يعوق مرور النبضات الكهربائية القادمة من المخ الى العضو وبذلك يحدث شلل مؤقت فى الجهاز العصبى حيث انك تفقد السيطرة على اعضاء جسدك وذا لم يكن هناك شخص بجانبك لكةى يخرجك من مجال التيار ستظل هذكذ حتى تموت لاقدر الله اما بحروق او اى شئ اخر

اخير اخطر مجال للكهرباء هو المجال الواقع به القلب اى انك اذا لمست احد اطراف سلك بيد والطرف الاخر بيد اخرى سيطون مسار التيار مارا بالقلب وهذا اخطر مسار

الخضة التى تاتى لك عندما تتكهرب والتى تكون مصاحبة بدقات عالية من القلب تكون فى معظم ليس بسبب انك اتخضين طبعا كلنا يرى فى غرفة اعمليات عندما يريدو ان يفيقو مريد القلب الذى دخل فى غيبوبة وقلبه توقف لحظه يتم تنشيطه بصدمات كهربائية

تلك المقدمة الويلة لكى نبدا ان شاء الله فى موضوع الجهد الكهربى وتوضيح بعض المفاهيم الخاطئة

ارجو ان اكون قد وفقت والسلم عليكم ورحمة الله





الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://doctor-science.forumegypt.net
البروفسير
المدير العام
المدير العام
avatar

عدد المساهمات : 41
تاريخ التسجيل : 09/09/2012

مُساهمةموضوع: رد: الكهرباء الاستاتيكية    الأحد سبتمبر 09, 2012 4:22 pm

موضوع في قمة الروعه

لطالما كانت مواضيعك متميزة

لا عدمنا التميز و روعة الاختيار

دمت لنا ودام تالقك الدائم

_________________
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 
الكهرباء الاستاتيكية
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات العلم الذهبي :: عالم العلوم :: الفيزياء-
انتقل الى: