بور بوينت 3ث ف2

31,669 views

Published on

0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
31,669
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
21
Actions
Shares
0
Downloads
774
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

بور بوينت 3ث ف2

  1. 1. عرض تقديمي لمنهج الفيزياء للصف الثالث الثانوي الفصل الدراسي الثاني
  2. 2. بسم الله الرحمن الرحيم * الباب الأول : التيار المستمر الفصل الدراسي الثاني * الباب الثاني : المغناطيسية * الباب الثالث : الإلكترونيات * الباب الرابع : الفيزياء الذرية * الباب الخامس : الفيزياء النووية
  3. 3. دوائر التيار الكهربائي المستمر اجابات أسئلة ومسائل التيار المستمر المقدمة والقوة المحركة وفرق الجهد المقاومة الكهربائية النواقل فائقة التوصيل قانون أوم جسور وتستون والأوميتر قانون جول والطاقة والقدرة قانونا حفظ الشحنة والطاقة والعلاقة بين قم وجـ ربط المقاومات ربط المولدات تبسيط الدوائر الكهربائية وقانونا كرشوف
  4. 4. أ ) التيار المستمر ( هو تيار اتجاهه لايتغير مع الزمن )* مصادره : الخلايا الكهروكيميائية ب ) التيار المتردد ( هو تيار اتجاهه يتغير مع الزمن ) * مثال له : تيار المنازل * تعريفها ( هى الطاقة التي يعطيها المولد لكل كولوم يجتازه * رياضيآ قم = ط ÷ ش جول / كولوم ( فولت ) * هذه القوة ( قم ) ليست قوة ميكانيكية ولكنها هى طاقة وحدة الشحنات * تعريفه ( هو مقدار الطاقة التي تفقدها وحدة الشحنات عندما تنتقل بين هاتين النقطتين ) * رياضيآ : جـ = ط ÷ ش جول / كولوم ( فولت ) الباب الاول : دوائر التيار المستمر 1- الفرق بين التيار المستمر D.C والتيار المتردد A.C : 2- القوة المحركة الكهربائية للمولد ( قم ) 3- فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين ( جـ )
  5. 5. <ul><li>ملاحظة ( علاقة فرق الجهد الكهربائي ( جـ ) تطبق على جميع اجزاء الدوائر ما عدا المولد </li></ul><ul><li>اما علاقة القوة المحركة ( قم ) فإنها تطبق على المولدات ) </li></ul>س ) ما الفرق بين القوة المحركة و فرق الجهد بين نقطتين ؟ جـ ) * القوة المحركة تمثل الطاقة المكتسبة لوحدة الشحنات من المولد * فرق الجهد يمثل الطاقة المفقودة من وحدة الشحنات بين نقطتين * تعريفها ( هى خاصية ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربائي فيه مما ينتج عنها ارتفاع في درجة حرارته ) * وحدة قياس المقاومة ( هى الأوم ) ورمزها (  ) أي اوميجا * فوائد المقاومة ( حماية بعض اجزاء الدوائر الكهربائية لأنها تتحكم في شدة التيار ) * اضرار المقاومة ( اهدار جزء من الطاقة الكهربائية في شكل حرارة ) * انواع المقاومة مع رمز كل نوع : أ ) مقاومة ثابتة ورمزها { } ب ) مقاومة متغيرة ورمزها { } 4- المقاومة الكهربائية
  6. 6. * انواع المقاومة حسب مادة التصنيع : أ ) مقاومة سلكية مثل الفيوز ب ) مقاومة كربونية مثل الدوائر الالكترونية س ) علل يسخن سلك عند مرور تيار كهربائي فيه جـ ) بسبب مقاومة السلك للتيار الكهربائي س ) فسر سخونة سلك عند مرور تيار كهربائي فيه . جـ ) لأن الالكترونات اثناء حركتها داخل السلك تصطدم ببعض ذرات السلك فيتحول جزء من طاقة حركتها الى حرارة * العوامل التي تؤثر في قيمة المقاومة الكهربائية أ ) طول السلك { ل } . حيث قيمة المقاومة { م } تتناسب طرديآ مع ل . : م α ل ب ) مساحة مقطع السلك { س } . حيث م α 1 س جـ ) درجة الحرارة { د } حيث المقاومة { م } تتناسب طرديآ مع درجة الحرارة د ) نوع مادة السلك او الناقل . : من العوامل السابقة نجد ان : م = من × ل س مقاومة السلك مقاومة نوعية للسلك طول السلك مساحة مقطع السلك
  7. 7. * المقاومة النوعية ( هى مقاومة موصل منتظم المقطع طوله وحدة الاطوال ومساحة مقطعه وحدة المساحات ) من العلاقة السابقة استنتج وحدة قياس المقاومة النوعية . تجد إنها { أوم × متر } او  . م * علاقة المقاومة النوعية بدرجة الحرارة ( تتغير قيمة المقاومة النوعية بتغير درجة الحرارة حسب العلاقة من د = من 0 ( 1 + ثا × د ) س ) ما معنى قولنا ان المقاومة النوعية لناقل هى 9 , 1 × 10 – 8 اوم . م ؟ جـ ) معنى ذلك ان ال ناقل الذي طوله 1 م ومساحة مقطعه 1 م 2 تكون مقاومته 9 , 1 × 10 – 8 اوم س ) علل تزود بعض الاجهزة الكهربائية بمراوح داخلية جـ ) لأن ارتفاع الحرارة يزيد من المقاومة النوعية لبعض القطع المكونه لهذه الاجهزة فتعمل المراوح على التبريد فتزيد من الكفاءة وتقلل من اهدار الطاقة س ) علل تعتبر مقاومة سبيكة الكونستنتان ثابتة رغم ارتفاع درجة الحرارة جـ ) لأن المعامل الحراري لتغير المقاومة { ثا } لها يساوي صفر س ) هل تتأثر المقاومة الكلية بتغير الحرارة وما العلاقة الدالة على ذلك جـ ) نعم تتغير قيمة المقاومة الكلية بتغير الحرارة . العلاقة : م د = م 0 ( 1 + ثا × د ) مقاومة نوعية عند درجة حرارة صفر مئوي مقاومة نوعية عند درجة حرارة ( د ) المئوية درجة الحرارة معامل حراري للمقاومة النوعية
  8. 8. س ) كيف تحقق العلاقة بين مقاومة ناقل والعوامل المؤثرة فيها ؟ جـ ) * الادوات : ( مللي اميتر – قاطع – بطارية جافة – اسلاك توصيل – مجموعات اسلاك مجموعة اولى { سلكين من نفس المادة ومتساويين في مساحة المقطع ومختلفين في الطول } مجموعة ثانية { سلكين من نفس المادة متساويين في الطول ومختلفين في مساحة المقطع } مجموعة ثالثة { سلكين لهما نفس الطول ونفس مساحة المقطع ومن مادتين مختلفتين } * الخطوات : 1- نكون دائرة كما بالرسم 2- نبدأ بالمجموعة الاولى ونضع احد السلكين في الفجوة أ ب 3- نغلق الدائرة ونسجل قراءة المللي اميتر 4- نضع السلك الثاني بدلآ من الاول في الفجوة أ ب 5- نغلق الدائرة ونسجل قراءة المللي اميتر 6- نكرر الخطوات السابقة على المجموعتين الثانية والثالثة * الاستنتاج : 1- شدة التيار تزداد مع زيادة مساحة المقطع وتقل مع زيادة طول السلك وتتغير بتغير نوع السلك 2- المقاومة تقل مع زيادة مساحة المقطع وتزداد بزيادة طول السلك وتتغير بتغير نوع السلك 3- إذآ م = من × ل س قاطع بطارية أ ب اسلاك A مللي اميتر
  9. 9. * تعريفها ( هى مركبات تتميز بأن مقاومتها تصل الى صفر عند تبريدها الى درجة حرارة معينة تسمى الدرجة الحرجة ) * امثلة المواد فائقة التوصل ( الزئبق - الالومنيوم - الخارصين - الرصاص ) * تعريف الدرجة الحرجة ( هى درجة حرارة إذا برد إليها الناقل تصبح مقاومته للتيار تساوي صفر ) * العوامل التي تحكم الدرجة الحرجة هى : * التركيب الكيميائي * التركيب البلوري * الضغط * اهمية النواقل فائقة التوصيل :( تخزين الطاقة في الاجواء التي يصعب فيها توليد الكهرباء كما في المركبات الفضائية ) * يرجع اكتشاف النواقل فائقة التوصيل الى الهولندي ( كامرلين اونس ) س ) علل . مرور التيار الكهربائي في النواقل فائقة التوصيل لمدة طويلة دون حدوث نقصآ في شدته . جـ ) لأن مقاومتها تساوي صفر و بالاضافة الى الالكترونات الحرة تساهم الكترونات d,f في توصيل التيار الكهربائي س ) علل تطفو قطعة من المغناطيس في الهواء فوق مادة فائقة التوصيل جـ ) بسبب القوة المغناطيسية بينهما 5- النواقل فائقة التوصيل
  10. 10. س ) الذهب والفضة والنحاس من افضل المواد توصيل اً للكهرباء فهل هم من فوائق التوصيل جـ ) الذهب والفضة والنحاس ليست من فوائق التوصيل س ) ما معنى ان الدرجة الحرجة للزئبق هى 2 , 4 كلفن جـ ) معنى ذلك ان الزئبق إذا وصلت درجة حرارته 2 , 4 كلفن تصبح مقاومته للتيار الكهربائي تساوي صفر * يدرس القانون العلاقة بين شدة التيار ( ت ) المار في مقاومة وفرق الجهد بين طرفيها ( جـ ) * نص القانون ( عند ثبوت درجة الحرارة تتناسب شدة التيار المار في موصل طرديآ مع فرق الجهد بين طرفيه .) * رياضيآ : جـ α ت جـ = ثابت × ت جـ = م × ت * تعريف كل من الفولت و الاوم و الامبير من قانون اوم أ ) الفولت ( هو فرق جهد بين طرفي ناقل مقاومته 1 اوم عندما يمر فيه تيار شدته 1 امبير ) ب ) الاوم ( هو مقاومة ناقل يمر به تيار شدته 1 أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه 1 فولت ) جـ ) الامبير ( هو شدة تيار في ناقل مقاومته 1 اوم وفرق الجهد بين طرفيه 1 فولت ) <ul><li>فوائد قانون أوم ( * تعيين قيمة مقاومة مجهولة * تعريف الوحدات العملية لكل من : </li></ul><ul><li>المقاومة وفرق الجهد وشدة التيار ) </li></ul>6- قانون أوم
  11. 11. * تحقيق قانون أوم عملي اً : أ ) الادوات : ( بطارية 6 فولت – فولتميتر – ميللي اميتر – مقاومة متغيرة – مقاومة ثابتة اسلاك توصيل ) ب ) الخطوات :* نصل الدائرة كما بالرسم * نغلق الدائرة ونسجل قراءة الفولتميتروالمللي اميتر * نغير من المقاومة المتغيرة فتتغير شدة التيار في الدائرة ونسجل قراءة الفولتميتر والمللي اميتر * نكرر الخطوة السابقة عدة مرات * نرسم علاقة بين جـ و ت جـ ) الاستنتاج : * العلاقة بين جـ و ت يمثلها خط مستقيم لأن جـ تتناسب طرديآ مع ت وذلك بسبب ثبات م * ميل الخط المستقيم = مقدار ثابت هو م * يمكن حساب قيمة المقاومة بطريقتين : 1- من القانون م = جـ ÷ ت 2- من ميل الخط المستقيم = ظا هـ = المقابل ÷ المجاور س ) ما المقصود بان مقاومة ناقل = 10 اوم ؟ جـ ) ان الناقل يسمح بمرور تيار 1 أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه 10 فولت م ثابتة م متغيرة A اميتر V فولتميتر قاطع بطارية هـ جـ ت
  12. 12. * يستخدم في ايجاد قيمة ( مقاومة مجهولة ) * فكرة عمل الجسر ( مقارنة مقاومة معلومة بالمقاومة المراد قياسها وعلى مبدأ حفظ الشحنة والطاقة في دائرة مغلقة ) * مكونات الجسر ( اربعة مقاومات احداهم مجهولة واخرى متغيرة واثناتين معلومات القيم - اسلاك توصيل – بطارية – قاطع – جلفانومتر ) * وظيفة الجلفانومتر ( للدلالة على وصول الجسر الى حالة الاتزان ) * وظيفة المقاومة المتغيرة ( الوصول بالدائرة الى حالة اتزان . ويستدل على ذلك بعدم مرور تيار في الجلفانومتر { أي ان مؤشر الجلفانومتر يشرالى صفر ) * طريقة استخدام الجسر في تعيين قيمة مقاومة مجهولة : اولا : الادوات ( هى مكونات الجسر السابقة ) ثانيآ : الخطوات : * نكون دائرة كما بالرسم * نغلق القاطع فيمر تيار في الجلفانومتر * نغير من قيمة المقاومة المتغيرة حتى ينعدم مرور التيار في الجلفانومتر . أي أن الدائرة في حالة اتزان ثالثآ : الاستنتاج : * عند الاتزان نجد ان فرق الجهد بين النقطتين هـ , ب = صفر ومن قانون أوم نجد ان : 1 ت 1 م 1 = ت 2 م 4 2 ت 1 م 2 = ت 2 م 3 وبقسمة 1 على 2 نجد ان : م 1 = م 4 م 2 م 3 * ملاحظة ( المقاومة تقسيم المقاومة التي تليها في مرور التيار ) 7- جسر وتستون م 4 ت 2 م 3 م 2 م 1 ت 1 G هـ ب د أ ت
  13. 13. ب ) ماهو ( هوجسر وتستون بعد التعديل لجعله اسهل في الاستخدام حيث يتم استبدال المقاومتين م 1 , م 2 { ذراعي الجسر } بسلك منتظم المقطع طوله = 1 م = 100 سم ) جـ ) مميزات الجسر المتري ( سهولة الوصول الى حالة الاتزان بسرعة ) أ ) الغرض منه ( تعيين قيمة مقاومة مجهولة ) د ) مكونات الجسر المتري ( ثلاثة قطع من النحاس – فجوتين – مقاومتين احداهما معلومة والاخرى مجهولة – سلك منتظم المقطع طوله 1 م – جلفانومتر احد طرفيه حر الحركة اسلاك توصيل – بطارية – قاطع ) هـ ) استخدام الجسر المتري في تعيين مقاومة مجهولة : * الأدوات : ( هى مكونات الجسر السابقة ) * الخطوات :* نكون دائرة كما بالرسم * نغلق الدائرة ونحرك زالق الجلفانو متر على السلك المتري حتى تتزن الدائرة { لايمر تيار في الجلفانو متر } * الاستنتاج : * عند الاتزان نجد ان : م 1 = ل 1 م 2 ل 2 . : م 1 = ل 1 م 2 ( 100 - ل 1 ) س ) علل يجب ان يكون السلك المتري منتظم المقطع جـ ) حتى تتناسب مقاومة السلك مع طوله 8- جسر وتستون المتري م 2 معلومة م 1 مجهولة ل 1 ل 2 G زالق
  14. 14. * ماهو ( هو جهاز لحساب قيمة المقاومة مباشرة في أي جزء من اجزاء الدائرة ) * مكوناته ( بطارية – م ثابتة – م متغيرة – فجوة لتثبيت المقاومة المجهوله – جلفانومتر مدرج بوحدات المقاومة ) * الغرض منه ( حساب قيمة مقاومة مجهولة مباشرة ) أ ) قانون أوم ب ) جسر وتستون جـ ) الجسر المتري د ) الأوميتر * الحل ) * المقاومات في ترتيب دائري فيمكن تطبيق قانون جسر وتستون السابق عليها م 1 = م 4 3 = م 4 م 4 = 3 × 8 = 4 أوم م 2 م 3 6 8 6 * مثال ) وصلت المقاومات 3, 6 , 8 , م أوم . في ترتيب دائري لتكون جسر وتستون . احسب قيمة المقاومة م التي تجعل الجسر يتزن * مثال ) قنطرة مترية في احدى فجوتيها مقاومة 20 اوم . جد قيمة المقاومة الاخرى اذا كانت نقطة الاتزان على بعد 40 سم من الطرف القريب من المقاومة المجهولة * الحل ) * نفرض ان م 1 هى المجهولة . : م 1 ÷ 20 = 40 ÷ 60 م 1 = 3 , 13 أوم 9- الأوميتر G م ثابته م متغيرة 10- طرق تعيين المقاومة المجهولة ب أ فجوة التثبيت
  15. 15. * العوامل التي تؤثر في كمية الطاقة الحرارية الناتجة عن مرور تيار كهربائي في ناقل أ ) الزمن ب ) مقاومة الناقل جـ ) مربع شدة التيار . : ط = ت 2 × م × ز جول * حساب كمية الحرارة ( الطاقة الحرارية ) بالسعر : ح = ط ÷ ي = ت 2 × م × ز ÷ ي س ) علل تسخن بطارية السيارة بعد فترة من الاستخدام جـ ) بسبب وجود مقاومة داخلية لها رمزها م 0 تحول جزء من التيار الى طاقة حرارية * نص قانون جول ( عند مرور تيار شدنه { ت } امبير خلال زمن { ز } ثانية في ناقل فرق الجهد بين طرفيه { جـ } فولت ومقاومته { م } اوم ينتج عنه طاقة = جـ × ش ) س ) مامعنى أن مكافئ جول هو 18 , 4 جول / سعر ؟ جـ ) معنى ذلك انه يلزم طاقة مقدارها 18 , 4 جول لإنتاج كمية حرارة = 1 سعر س ) ما الفرق بين الطاقة والقدرة؟ جـ ) الطاقة هى مقدار الشغل المبذول أو قدرة الجسم على القيام بشغل ووحدة قياسها الجول * القدرة هى الشغل المبذول في وحدة الزمن أو الطاقة المبذولة في وحدة الزمن ووحدة قياس القدرة هى الوات ( الواط ) 11- قانون جول مكافئ جول = 4,18 جول / سعر الطاقة الكهربائية التي تستهلك في مقاومة وتتحول الي حرارة
  16. 16. ( قـد ) ( طـ ) * قـد = ط ÷ ز جول / ث ( وات ) * طـ = قد × ز وات × ث ( جول ) * قـد = جـ × ت فولت × امبير ( وات ) * طـ = جـ × ت × ز فولت × امبير × ث ( جول * قـد = ت 2 × م امبير 2 × أوم ( وات ) * طـ = ت 2 × م × ز امبير 2× اوم × ث ( جول ) * قـد = جـ 2 ÷ م فولت 2 / أوم ( وات ) * طـ = ( جـ 2 ÷ م )× ز فولت 2 . ث / اوم ( جول ) * لحساب التكاليف في الكهرباء : * التكاليف = قـد × ز × س س ) مصباح كهربائي كتب عليه 220 فولت و 60 وات . ماذا تعني هذه الارقام ؟ جـ ) تعني ان المصباح يعمل على فرق جهد 220 فولت وانه يستهلك طاقة مقدارها 60 جول كل ثانية * ملاحظة : * الكيلوات ساعة = 1000 وات ساعة = 1000 ×60 ×60 جول * امبير ساعة = 1 × 60 × 60 = 3600 كولوم * الكيلوات = 1000 وات 12- قوانين للطاقة والقدرة القدرة بالكيلوات الزمن بالساعة السعر بالهللة
  17. 17. * مسألة رقم 8 ص 47 أ ) قد = جـ × ت 200 = 220 × ت ت = 200 ÷ 220 = 91 , 0 امبير ب ) ح = ط ÷ ي ح = قد × ز ÷ ي ح = 200 × 10 × 60÷ 2 , 4 = 4 , 28571 سعر جـ ) قد = جـ 2 ÷ م م = جـ 2 ÷ قد م = 220× 220 ÷ 200 = 242 أوم د ) التكلفة = قد × ز × س = 2 , 0 × 5 × 30 × 5 = 150 هللة = 5 , 1 ريال هـ ) تكلفة المكيف = قد × ز × س = 5 , 2 × 5 × 30 × 5 = 1875 هللة = 75 , 18 ريال المقارنة = 75 , 18 ÷ 5 , 1 = 5 , 12 مرة أ ) قانون حفظ الشحنة ( كمية الشحنة الكهربائية في دائرة كهربائية معزولة هى مقدار ثابت ) ب ) قانون حفظ الطاقة ( الطاقة الكلية لأي دائرة كهربائية معزولة هى مقدار ثابت ) س ) تطبيق قانوني حفظ الشحنة والطاقة على دائرة بسيطة أو استنتج المعادلة العامة للدائرة البسيطة أو اثبت ان قم = ت م ؟ جـ ) * نكون دائرة كهربائية بها مولد قوته المحركة ( قم ) . ومقاومته الداخلية ( م 0 ) . وجهاز كهربائي مقاومته ( م ) . كما بالرسم * من قانون حفظ الطاقة : الطاقة الناتجة عن المولد = الطاقة المستهلكة بواسطة م 0 و م * ط الناتجة = ط 0 + ط قم × ت × ز = ت 2 × م 0 × ز + ت 2 × م × ز * قم × ت × ز = ت 2 × ز ( م 0 + م ) قم = ت ( م 0 + م ) 13- قانونا حفظ الشحنة والطاقة م م 0 قم
  18. 18. * أو اثبت رياضيآ ان فرق الجهد اصغر من القوة المحركة العلاقة او الاثبات : * من العلاقة : قم = ت ( م 0 + م ) . : قم = ت × م 0 + ت × م . : قم = ت × م 0 + جـ س ) متى القوة المحركة ( قم ) = فرق الجهد ( جـ ) لمولد ؟ جـ ) * عندما تكون المقاومة الداخلية م 0 للمولد صغيرة جدآ ويمكن اهمالها * عندما تكون الدائرة مفتوحة أي ينعدم مرور التيار في الدائرة س ) كيف يمكن قياس القوة المحركة لمولد كهربائي ؟ جـ ) بتوصيل فولتميتر ذو مقاومة كبير بين طرفي المولد وعندها لايمر تيار في المولد وتصبح قراءة الفولتميتر مساوية للقوة المحركة للمولد س ) كيف يمكنك عمليآ قياس القوة المحركة والمقاومة الداخلية لمولد ؟ * الأدوات : ( ملي اميتر - فولتميتر - م متغيرة - قاطع – اسلاك ) * الخطوات : * نوصل الدائرة كما بالرسم * نزد من قيمة م المتغيرة الى اعلى قيمة لها * نغلق القاطع ونقلل من م المتغيرة فيمر تيار في الدائرة * نسجل قراءة الملي أميتر والفولتميتر ثم نكرر هذه الخطوات * نرسم علاقة بيانية بين جـ و ت * الاستنتاج : * نحصل على مستقيم عند نقطة تقاطعه مع جـ تكون ت = صفر و قم = جـ و ميل الخط المستقيم = م 0 14- العلاقة بين القوة المحركة لمولد وفرق الجهد بين طرفيه A V م متغيرة ت جـ قم = جـ قم م 0
  19. 19. أول اً : ربط المقاومات على التوالي ( التسلسل ) * يشبه سريان التيار في المقاومات سريان الماء في انبوب به مجموعة محابس حيث كمية الماء التي تمر في أي محبس هى نفسها . ويمكن التحكم في كمية الماء من خلال محبس واحد * ايجاد قيمة المقاومة المكافئة ( الكلية ) لعدة مقاومات على التوالي أو اثبت ان م كلية = م الاثبات : من قانون حفظ الطاقة : ط ( الكلية ) = ط 1 + ط 2 + ط 3 , ط الكلية = ط 1 + ط 2 + ط 3 بالقسمة على ( ش ) ش ش ش ش , جـ الكلية = جـ 1 + جـ 2 + جـ 3 حيث جـ = ط ÷ ش , ت × م = ت × م 1 + ت × م 2 + ت × م 3 حيث جـ = ت × م , ت × م = ت ( م 1 + م 2 + م 3 ) بأخذ ت عامل مشترك . : م الكلية = م * ملاحظات هامة : أ ) شدة التيار لاتتجزأ في حالة توصيل المقاومات على التوالي وفرق الجهد هو الذي يتجزأ ب ) جـ الكلية = جـ 1 + جـ 2 + جـ 3 + 000 جـ ) م الكلية = م 1 + م 2 + م 3 + 000 د ) الغرض من توصيل المقاومات على التوالي : * الحصول على مقاومة كبيرة في الدائرة 15- طرق ربط المقاومات م م م 1 2 3
  20. 20. ثاني اً : ربط المقاومات على التوازي * يشبه سريان التيار في مقاومات التوازي سريان الدم في الاوعية الدموية وحيث ان ضغط الدم متساوي في كل الاوعية فان فرق الجهد الكهربائي في توصيل التوازي يكون متساوي * ايجاد قيمةالمقاومة المكافئة ( الكلية ) لعدة مقاومات على التوازي أو اثبت ان : 1 = 1 م الكلية م الاثبات : حيث ان التيار يتفرع . : ت الكلية = ت 1 + ت 2 + ت 3 , جـ = جـ + جـ + جـ من قانون اوم ت = جـ م م 1 م 2 م 3 م , جـ × 1 = جـ ( 1 + 1 + 1 ) م م 1 م 2 م 3 , 1 = 1 + 1 + 1 . : 1 = 1 م الكلية م 1 م 2 م 3 م الكلية م * ملاحظات هامة : أ ) التيار في توصيل التوازي يتجزأ حيث ت الكلية = ت 1 + ت 2 + ت 3 ب ) فرق الجهد الكهربائي جـ لا يتجزأ جـ ) 1 = 1 + 1 + 1 م الكلية م 1 م 2 م 3 د ) الغرض منه : تقليل قيمة م وزيادة قيمة ت هـ ) حالة خاصة عند توصيل مقاومتين فقط على التوازي تكون : م الكلية = م 1 × م 2 م 1 + م 2 م 1 م 2 م 3
  21. 21. * الهدف من ربط المولدات على التوالي : * زيادة القوة المحركة * الحفاظ على شدة التيار س ) علل توصل الاجهزة في المنازل على التوازي جـ ) * لتقليل المقاومة الكلية ومن ثم تقليل الطاقة المستهلكة ولزيادة شدة التيار * اذا تعطل احد الاجهزة فلا ينقطع التيار عن باقي الاجهزة س ) علل تربط المقاومات على التوالي في الدوائر التي تحتاج الى تيار قيمته صغيرة جـ ) لأن ربط المقاومات على التوالي يزيد من قيمة المقاومة الكلية فتقل شدة التيار س ) علل تربط المقاومات على التوازي في الدوائر التي تحتاج الى تيار قيمته كبيرة جـ ) لأن ربط المقاومات على التوازي يقلل من قيمة المقاومة الكلية فتزيد شدة التيار أول اً : ربط المولدات على التوالي * يتم فيه : ربط الطرف الموجب للمولد الاول بالطرف السالب للمولد الثاني وهكذا كما بالرسم * ايجاد القوة المحركة الكلية لعدد من المولدات على التوالي * الحل /* من قانون حفظ الطاقة : ط = ط 1 + ط 2 , * قم × ش = قم 1 × ش + قم 2 × ش لأن ط = قم × ش . : قم × ش = ش ( قم 1 + قم 2 ) . : قم الكلية = قم * المقاومة الداخلية لأي مولد ( م 0 ) م 0 الكلية = م 0 16- طرق ربط المولدات م قم 1 قم 2
  22. 22. ثاني اً : ربط المولدات على التوازي * يتم فيه : ربط الاطراف الموجبة للمولدات معآ والاطراف السالبة معآ . ويشترط ان تكون جميع المولدات متماثلة في القوة المحركة والمقاومة الداخلية لأن المولد اذا كان اقل قوة فانه سوف يستهلك طاقة من المولد ذي القوة الاكبر وهذا يسبب اهدار للطاقة * اثبت ان قم الكلية لتوصيل المولدات على التوازي = قم لمولد واحد فقط * من قانون حفظ الطاقة : ط الكلية = ط 1 + ط 2 , قم الكلية × ت الكلية × ز = قم × ت × ز + قم × ت × ز , قم الكلية × ت الكلية = قم × ت + قم × ت , قم الكلية × ت الكلية = قم ( ت + ت ) وحيث ان ت الكلية = ت + ت . : قم الكلية = قم * م 0 الكلية = م 0 لمولد واحد ÷ ن ت لأي لمولد = ت الكلية ÷ ن * الهدف من ربط المولدات على التوازي : أ ) الحفاظ على القوة المحركة ب ) زيادة شدة التيار ت الكلية عدد المولدات م ت 2 ت 1 مولد كهربائي مولد كهربائي مصباح
  23. 23. ت لأي مولد = ت الكلية ÷ ن قم الكلية = ل × قم لمولد م 0 الكلية = ل × م 0 لمولد ÷ ن ثالث اً : الربط المختلط للمولدات * يتم فيه : توصيل المولدات في شكل توالي وتوازي معآ . بهدف زيادة القوة المحركة وشدة التيار في آن واحد العدد الكلي للمولدات = ل × ن * قوانين : * رسم التوصيل المختلط للمولدات * مثال ) في الشكل المقابل قم لكل مولد 2 , 1 فولت . احسب قيمة التيار في كل مقاومة * الحل ) * م المكافئة لـ ( 3 و 6 ) = 3× 6 ÷ 3 + 6 = 2  * م الكلية للدائرة = 2 + 1= 3  * قم الكلية = 2 , 1 + 2 , 1 + 2 , 1 = 6 , 3 فولت * قم = ت م . : ت = 6 , 3 ÷ 3 = 2 , 1 أمبير عدد المولدات في الصف عدد الصفوف م ت 1 ت 2 ت 3 ت الكلية 1 3 6 ت 1 ت 2 ت كلية
  24. 24. * التيار الكلي السابق هو الذي يمرفي المقاومة التي قيمتها 1 أوم ويتوزع على المقاومتين 3 و 6 أوم * جـ لمقاومتي التوازي 3 و 6 : جـ = م المكافئة لهما × ت الكلية = 2 × 2 , 1 = 4 , 2 فولت * ت 1 الذي يمر في 3 = 4 , 2 ÷ 3 = 8 , 0 أمبير * ت 2 الذي يمر في 6 = 4 , 2 ÷ 6 = 4 , 0 أمبير * مثال ) في الشكل المقابل كل مولد قوته المحركة 1,5 فولت ومقاومته الداخلية 2 أوم . احسب شدة التيار في المصباح الحل ) * قم الكلية = ل × قم لمولد = 4× 5 , 1 = 6 فولت * م 0 الكلية = ل × م 0 لمولد ÷ ن = 4 × 2÷ 2=4 أوم * قم = ت ( م 0 + م ) 6 = ت ( 4 + 6 ) ت = 6 ÷ 10 = 6 , 0 أمبير * الهدف منه : هو امكانية تطبيق القانون العام للدوائر البسيطة قم = ت م على أي دائرة * مثال ) الدائرة السابقة يمكن تبسيطها لتصبح بالشكل التالي : 6 أوم 17- تبسيط الدوائر الكهربائية قم = 6 فولت م 0 = 8 أوم قم = 6 فولت م 0 = 8 أوم م = 6 أوم
  25. 25. * القانون الأول ( عند أي نقطة تفرع في دائرة فإن : مجموع شدات التيار الداخلة = مجموع شدات التيار الخارجة ) * القانون الثاني ( لأي مسار مغلق في دائرة كهربائية فإن : قم = ت × م ) * ملاحظات عند حل المسائل * شدة التيار عبر الجسم تعتمد على : * الجهد الكهربائي المستخدم * مقاومة الجسم * يمكن للانسان التحكم في مقاومته للتيار : * كلما كان الجسم معزول كانت مقاومته كبير فإذا كان الجسم ملامس للارض او جدار قلت مقاومته وإذا وقف الانسان على ارض مبللة أو ارتدى حذاء مبلل فان مقاومته تكون صغيرة جدآ * تحدث الصدمة الكهربائية للانسان نتيجة مرور تيار خلال الجسم 18- قانونا كرشوف ت الكلية ت 1 ت 2 19- السلامة في الكهرباء من الرسم نجد ان : ت = ت 1 + ت 2 * تبسيط الدائرة ما امكن ذلك * نفرض اتجاهات للتيار في افرع الدائرة * نطبق قانون كرشوف الاول على أي نقطة تفرع * نفرض اتجاه اصطلاحي موجب في أي مسار مغلق وما خالفه فهو سالب * نطبق كرشوف الثاني على أي مسار مغلق فإذا وافق اتجاه التيار المفروض الاتجاه الاصطلاحي . نعتبر التيار موجب واذا خالفه فهو سالب * اتجاه قم من القطب السالب الى الموجب فاذا وافقت الاتجاه الاصطلاحي نعتبرها موجبة واذا عاكسته نعتبرها سالبة
  26. 26. * لا يمر تيار في جسم الانسان إلا إذا كان الانسان يقوم بدور غلق الدائرة * اقل تيار يمكن ان يحسه الانسان هو 0,001 ملي امبير ولكنه لا يسبب اذى للانسان * كلما زادت شدة التيار زاد الخطر الناشئ عنه من صدمة الي صعق يسبب حروق وتوقف لعضلات القلب والتنفس مما يسبب الوفاة * قواعد السلامة من خطرالكهرباء * تأريض اجهزة المنزل ( وهو اتصال هيكل الجهاز بالارض عبر موصل ) وذلك لتسريب الشحنات الزائدة الى الارض * اجراء كشف دوري على الاجهزة وعدم تشغيل عدة اجهزة على قابس واحد * وضع اسلاك توصيل مناسبة لكل جهاز فالأسلاك الرفيعة مقاومتها كبيرة وتيارها ضعيف * وضع قواطع الية مناسبة * عند إنقاذ مصعوق يجب الحذر من لمس جسمه مباشرة إذا كان متصل بالتيار * تجهيز المباني بمانعة الصواعق لحمايتها من خطر الصواعق بإذن الله * لا نحاول لمس اسلاك الكهرباء للتأكد من وجود كهرباء بها * ملاحظة ( لمس اسلاك الكهرباء من خلال بطن اليد يؤدي الى انقباض عضلات اليد والامساك بالسلك فتزيد الخطورة في حين لمس السلك بظهر اليد يكون اقل خطورة )
  27. 27.   * مثال ) في الشكل المقابل اوجد قيم : ت 1 , ت 2 , ت * الحل ) * نأخذ نقطة مثل ( جـ ) ونطبق عليها كرشوف الاول : . : ت = ت 1 + ت 2 (1) * نطبق كرشوف الثاني على الدائرة ( ب , جـ , و , أ , ب ) قم = ت × م . : 6- 2 = ت 1 م 1 - ت 2 م 2 . : 4 = 2 ت 1 – 3 ت 2 ( 2 ) * تطبيق كرشوف الثاني على الدائرة ( جـ , د , هـ , و , جـ ) . : قم = ت × م . : 2 = ت 2 م 2 + ت م 3 . : 2 = 3 ت 2 + 5 ت ( 3 ) * بالتعويض من ( 1) في ( 3) . : 2 = 3 ت 2 + 5 ت 1 + 5 ت 2 . : 2= 8 ت 2 + 5 ت 1 ( 4 ) * المعادلتين ( 2 ) و (4 ) فيهما نفس المجاهيل يمكن حلهما معآ : * من ( 2) ت 1 = 4 + 3 ت 2 * من ( 4 ) ت 1 = 2 – 8 ت 2 ثم تساوي الطرفين 2 5 .: 20+ 15 ت 2 =4 - 16 ت 2 .: ت 2 = - 5 , 0 أمبير , ت 1 = 25 , 1 أمبير , ت = 75 , 0 أمبير 20- تطبيقات على كرشوف كل قم =2 فولت م 1 = 2 م 2 = 3 أوم م 3 = 5 أوم ت ت 1 ت 2 2 فولت أ ب جـ د هـ و
  28. 28. * مثال ) في الشكل المقابل القوة المحركة لكل عمود 1,5 فولت والمقاومة الداخلية لكل منها 3 اوم . احسب : * شدة التيار في كل عمود * اذا عكس توصيل احد الاعمدة كم تصبح شدة التيار في كل منها * الحل ) * المولدات كلها على التوالي . : قم = ت × م . : 3 × 5 , 1 = ت × 3 × 3 . : ت = 5 , 0 أمبير * إذا عكس اتجاه احد المولدات . : قم = ت × م . : 3– 5 , 1 = ت × 3 × 3 . : ت = 166 , 0 أمبير * مثال ) في الشكل المقابل اوجد قيم : ت 1 , ت 2 , ت 3 * الحل ) أ ) نطبق كرشوف الاول عند النقطة جـ . : ت 2 = ت 1 + ت 3 ( 1 ) ب ) نطبق كرشوف الثاني على ( أ , ب , جـ , و , أ ) قم = ت × م . : 15 + 10 = ( 5 , 9 + 1) × ت 1 + 5 , 0 ت 2 . : 25 = 5 , 10 ت 1 + 5 , 0 ت 2 ( 2) جـ ) نطبق كرشوف الثاني على ( جـ , د , هـ , و , جـ ) قم = ت × م . : 3 + 10 = ( 4 , 1 + 1 , 0 ) × ت 3 + 5 , 0 ت 2 . : 13 = 5 , 1 ت 3 + 5 , 0 ت 2 ( 3 )
  29. 29. س ) ما معنى قولنا ان القوة المحركة لمولد 12 فولت ؟ جـ ) معنى ذلك ان كل كولوم يجتاز المولد يكتسب طاقة مقدارها 12 جول س ) ما معنى قولنا ان فرق الجهد بين نقطتين 110 فولت ؟ جـ ) معنى ذلك انه لكي تنتقل وحدة الشحنات بين هاتين النقطتين فانها تفقد طاقة مقدارها 110 جول د ) بالتعويض عن ( ت 3 ) من ( 1) في ( 3) للحصول على معادلتين لهما نفس المجاهيل .: 13= 1.5 ت 2 – 1.5 ت 1 + 0.5 ت 2 .: 13= 2 ت 2 - 1.5 ت 1 ( 4) * المعادلتين ( 2) و ( 4) فيهما نفس المجاهيل ويمكن حلهما معآ .: من المعادلة ( 2) ت 2 = 25- 10.5 ت 1 ومن المعادلة ( 4) ت 2 = 13+ 1.5 ت 1 0.5 2 .: 2(25- 10.5 ت 1 ) = 0.5(13+ 1.5 ت 1 ) .: 50 – 21 ت 1 = 6.5+ 0.75 ت 1 .: ت 1 = 2 أمبير , بالتعويض عن ت 1 في المعادلة (4) نجد ان ت 2 = 8 أمبير , بالتعويض عن ت 1 و ت 2 في المعادلة ( 1 ) نجد ان ت 3 = 6 أمبير
  30. 30. * س 1 ص 46 : جـ ) نفس تجربة قانون اوم مع استخدام مقاومة ثابتة طولها وحدة الاطوال ومساحة مقطعها وحدة المساحات * س 2 ص 46 : جـ ) بقياس فرق الجهد بين طرفي المقاومة بالفولتميتر ومن خلال قانون اوم ت = جـ ÷ م * س 3 ص 46 : جـ ) – أ ) سبق الاجابة عنه في الصفحة رقم ( 5) وب , جـ في الصفحة رقم (27) * س 4 ص 47 : جـ ) بتوصيل طرفي البطارية بجهاز فولتميتر * س 5 ص 47 : جـ ) – أ ) في الصفحة (19) ربط المقاومات على التوازي – ب ) في الصفحة (13) - جـ ) لأن ذلك يزيد من مقاومة الجسم - د ) سلك يتصل بموجب التيار واخر يتصل بسالب التيار والثالث يتصل بجسم الجهاز لتسريب الشحنات الزائدة * س 6 ص 47 : جـ ) لايمكن ذلك . لأن قم = جـ + ت × م 0 * س 7 ص 47 : جـ ) سبق الاجابة عنه في الصفحة (14) * س 8 ص 47 : جـ ) سبق الاجابة عنه في الصفحة (15) * س 9 ص 48 : جـ ) * أ ) م المكافئة = 6 × 3 ÷ 6+ 3 = 2 أوم * ب ) ت 1 = جـ ÷ م 1 . : ت 1 = 12÷ 6 = 2 أمبير ت 2 = جـ ÷ م 2 . : ت 2 = 12÷ 3 = 4 أمبير , ت = 2+4= 6 أمبير 21- اسئلة وتمارين 6 أوم 3 أوم
  31. 31. * س 11 ص 48 : جـ ) في الوضع ( أ ) يمر التيار من خلال المصباح بينما في الوضع ( ب ) يمر التيار خلال سلك التوصيل الذي يعلو المصباح والذي مقاومته اقل من مقاومة المصباح * س 12 ص 48 : جـ ) سبق الاجابة عليه في الصفحة رقم ( 3 ) * س 14 ص 49 : جـ ) يقيس الجهاز شدة التيار لأنه موصل في الدائرة على التوالي * س 10 ص 48 : جـ )* م 1 + م 2 = 25 أوم (1) , م 1 × م 2 ÷ م 1 + م 2 = 6 أوم (2) * من (1 و 2) .: م 1 × م 2 ÷ 25 = 6 . : م 1 × م 2 = 150 (3) * من (1) م 2 = 25 - م 1 (4) ثم بالتعويض من (4) في (3) . : م 1 × ( 25 - م 1 ) = 150 . : م 2 1 – 25 م 1 + 150 = صفر ومنها : ( م 1 – 15) ( م 1 – 10) = صفر . : م 1 = 15 اوم أو م 1 = 10 اوم وعليه : . : م 2 = 10 أوم أو م 2 = 15 أوم * س 13 ص 48 : جـ ) * نفرض ان عدد الخلايا = ل وعليه : ل × قم = ت ( ل × م 0 + م ) . : 5 , 1 ل = 3 , 0 ( 2 , 1 ل + 114) 5 , 1 ل = 36 , 0 ل + 2 , 34 ل = 30 خلية ( مولد ) * س 15 ص 49 : جـ )* قم = ت ( م 0 + م ) 9= 117 , 0 ( م 0 + 72) م 0 = 9 , 4 أوم * س 16 ص 49 : * قد المستهلكة بين ( أ , ب ) قبل الغلق = قد المستهلكة بين ( أ , ب ) بعد الغلق . : ت 2 × م - = ت 2 × 0.5 م - . : ت 2 = 0.5 ت 2 ثم بأخذ الجذر التربيعي 1 2 1 2 نجد ان : ت 1 = ت 2 0.5 (1) * من قانون أوم للدوائر المغلقة نجد ان : قم قبل الغلق = قم بعد الغلق . : ت 1 ( م - + 1) = ت 2 ( 0.5 م - + 1) (2) ثم بالتعويض من (1) في (2) عن قيمة ( ت 1 )
  32. 32. * س 18 ص 50 : جـ ) * طريقة ربط المصباحين ( أ ) على التوالي و ( ب ) على التوازي * س 19 ص 50 جـ ) الاميتر الذي على يسار الصورة يقيس شدة التيار الكلي في الدائرة في حين الاميتر الذي في اليمين يقيس التيار المار في المصباح الايمن والاميتر الذي في الوسط تقريبآ يقيس تيار المصباح المقابل له والمصباحان متصلان على التوازي .: ت 2 0.5 ( م - + 1) = ت 2 (0.5 م - + 1 ) .: 0.5 م - + 0.5 = 0.5 م - + 1 .: 0.5 م - - 0.5 م - = 1- 0.5 م - ( 0.5 – 0.5)= 1- 0.5 .: م - ( 0.707 – 0.5)= 1-0.707 م - = 0.293÷ 0.207 = 1.42 أوم <ul><li>س 17 ص 49 : جـ ) م 1 = 4 = 5 , 0 , م 4 = 3 = 5 , 0 إذآ الجسر متزن لأن م 1 = م 4 </li></ul><ul><li>م 2 8 م 3 6 م 2 م 3 </li></ul><ul><li>* يستدل على ذلك عمليآ بعدم مرور تيار كهربائي في الجلفانومتر </li></ul>* س 20 ص 50 : جـ ) * التيار الذي يمر في ( أ , هـ , و , ب ) هو ت 1 = 16÷ 8 = 2 أمبير * ت 2 المار في ( أ - ب ) = 5 , 0 أمبير * ت = ت 1 + ت 2 ت = 2+ 5 , 0 = 5 , 2 أمبير * كرشوف الثاني على ( أ , هـ , و , ب , أ ) قم = ت × م 6= 8 ت 1 – 5 , 0 م . : 6 = 8× 2 – 5 , 0 × م م = 10 ÷ 5 , 0 = 20 أوم * كرشوف الثاني على ( أ , ب , جـ , د , أ ) قم = ت × م قم – 6 = 10 ت + 20× 5 , 0 * .: قم = 6 + 25 + 10 قم = 41 فولت
  33. 33. * س 21 ص 50: * من (2) : ت 2 = 6 + 2 ت 1 , من (4) ت 2 = 50- 20 ت 1 ÷ 21 ثم تساوي المعادلتين .: 21( 6+ 2 ت 1 ) = 50- 20 ت 1 126+ 42 ت 1 = 50- 20 ت 1 .: ت 1 = - 226 , 1 أمبير , بالتعويض في (2) .: ت 2 = 548 , 3 , ت = 322 , 2 أمبير * س 22 ص 51: جـ ) * ل = 24 , ن = 5 , قم لعمود واحد = 2 , م 0 لعمود واحد = 05 , 0 , م = 76 , 39 أوم * قم المكافئة = ل × قم = 24× 2= 48 فولت * م 0 المكافئة = ل × م 0 ÷ ن = 24× 05 , 0 ÷ 5= 24 , 0 أوم * قم = ت ( م 0 + م ) . : 48= ت ( 24 , 0 + 76 , 39 ) . : ت = 2 , 1 أمبير * ت لكل مولد = ت المكافئة ÷ ن = 2 , 1 ÷ 5 = 24 , 0 أمبير ت 1 قم = 54 فولت , م 0 =2 أوم قم = 60 فولت , م 0 = 1 أوم قم = 10 فولت 20 أوم أ ب جـ د هـ و ز ت ت 2 * نعوض من (1) في ( 3) . : 50 = 20 ت 1 + 20 ت 2 + ت 2 50= 20 ت 1 + 21 ت 2 (4) * كرشوف الثاني على ( د , هـ , و , ز , جـ , د ) قم = ت × م . : 60- 10= 20 ت + ت 2 * كرشوف الثاني على ( أ , ب , جـ , د , أ ) قم = ت × م . : 60- 54 = ت 2 × 1- ت 1 × 2 . : 6 = ت 2 - 2 ت 1 ( 2) . : 50 = 20 ت + ت 2 ( 3 ) * جـ ) كرشوف الاول ت = ت 1 + ت 2 (1)
  34. 34. * س 23 ص 51 : * فرق الجهد حول مقاومتي التوازي جـ = م المكافئة × ت = 1 , 2 × 4 , 2 = 04 , 5 فولت * ت 1 = جـ ÷ م 1 = 04 , 5 ÷ 3 = 68 , 1 أمبير , ت 2 = جـ ÷ م 2 = 04 , 5 ÷ 7= 72 , 0 أمبير * س 24 ص 51 : * عندما تكون القاطعة مفتوحة تصبح قم = جـ . : قراءة الفولتميتر = قم = 5 , 1 فولت * عند غلق الدائرة : جـ = 5 , 0 و ت = 5 , 0 . : من أوم م = جـ ÷ ت = 5 , 0 ÷ 5 , 0 = 1 أوم كل مولد قم له = 5 , 1 فولت , م 0 = 1 , 0 أوم م 1 = 3 أوم م 2 = 7 أوم ت 1 ت 2 ت * قم المكافئة = قم = 5 , 1 × 4= 6 فولت * م 0 المكافئة = م 0 = 1 , 0 × 4= 4 , 0 أوم * م المكافئة = م 1 × م 2 = 3× 7 = 1 , 2 أوم م 1 + م 2 3+ 7 * قم = ت ( م 0 + م ) 6= ت ( 4 , 0 + 1 , 2 ) ت = 4 , 2 أمبير V A * قم = ت ( م 0 + م ) 5 , 1 = 5 , 0 ( م 0 + 1) م 0 = 2 أوم
  35. 35. * س 25 ص 51 : * طول السلك المطلوب : ل = م للسلك كله ÷ م للمتر الواحد = 105÷ 35 = 3 متر * س 26 ص 52 : * ط بالسعر = كتلة الماء بالجرام × الحرارة النوعية للماء × الفرق في درجة الحرارة 2217600÷ 2 , 4 = 10 × 1000× 1× فرق درجة الحرارة . : الفرق في درجة الحرارة = 8 , 52 درجة * س 27 ص 52 : 1- * م 1 ÷ م 2 = 4÷ 2 = 2 * م 3 ÷ م 4 = 12÷ 6 = 2 . : قراءة الجلفانومتر = صفر لأن م 1 ÷ م 2 = م 3 ÷ م 4 وهو شرط اتزان الجسر 2- جـ د = جـ هـ لأن قراءة الجلفانومتر = صفر أي انه لايمر تيار في الجلفانومتر 3- م المكافئة للدائرة = 6× 8÷ 6+ 18= 5 , 4 أوم , جـ بين ( أ , ب )= ت × م = 4 × 5 , 4 = 18 فولت . : ت 1 = جـ ÷ م - = 18 ÷ 6= 3 , ت 2 = جـ ÷ م - - = 18 ÷ 18 = 1 أمبير لاحظ ان : م - هى ( م 1 + م 2 ) , م - - هى ( م 3 + م 4 ) 4- فرق الجهد بين ( أ , ب ) = 18 فولت * قانون جول : ح = ط ÷ ي 6000= ط ÷ 2 , 4 ط = 25200 جول * من الطاقة : ط = جـ 2 × ز ÷ م 25200= 44100× 60 ÷ م م = 105 أوم * ط = جـ 2 × ز ÷ م ط = 220× 220× 42× 60 ÷ 55 = 2217600 جول
  36. 36. * س 28 ص 52 : * م 1 ÷ م 2 = 6÷ 10 = 6 , 0 , م 4 ÷ م 3 = 9÷ 3 = 3 . : الجسر لايتزن * نفرض ان المقاومة الاخيرة ( م ) مجهولة ثم نحسب قيمتها : م 1 ÷ م 2 = م ÷ م 3 . : 6÷ 10 = م ÷ 3 . : م = 8 , 1 اوم وهذه القيمة اقل من قيمة م 4 . : المقاومة الطلوبة تتصل مع م 4 على التوازي ويمكن ايجاد قيمتها من : م = م 4 × م - ÷ م 4 + م - 8 , 1 = 9× م - ÷ 9+ م - م - = 25 , 2 أوم * س 29 ص 52 * م 1 ÷ 2 = م 2 ÷ 3 20÷ 2= م 2 ÷ 3 م 3 = 30 أوم * م المكافئة = 20× 60 ÷ 20+ 60 = 15 أوم * .: 15÷ ل 1 = 30÷ ( 100- ل 1 ) 30 ل 1 = 1500- 15 ل 1 ل 1 = 3 , 33 سم * بعد نقطة الاتزان في الحالة الاولى : 20÷ ل 1 = 30 ÷ ( 100- ل 1 ) ل 1 = 40 سم * المسافة التي تحركتها نقطة الاتزان = 40 – 3 , 33 = 7 , 6 سم * م - هى المقاومة التي يجب ان تتصل مع م 4 على التوازي لتعطي م التي تجعل الجسر يتزن
  37. 37. المغناطيسية اجابات أسئلة ومسائل المغناطيسية المقدمة والمجال المغناطيسي المجال المغناطيسي لبعض اشكال التيار الكهربائي تأثير مجال مغناطيسي منتظم على تيار مستقيم قانون لورنتز وجهاز منتخب السرعات ومطياف الكتلة القوة المتبادلة بين تيارين متوازيين دوران ملف في مجال مغناطيسي منتظم والتدفق المغناطيسي الرنين المغناطيسي والجلفانومتر والاميتر والفولتميتر والافوميتر الحث الكهرومغناطيسي وقانون لنز وحركة موصل في مجال مغناطيسي الحث الكهرومغناطيسي الذاتي والمولد الكهربائي والمحول
  38. 38. * أنواع المغانط : أ ) مغناطيس طبيعي وهو اكسيد الحديد المغناطيسي Fe 3 O 4 ب ) مغ انط صناعية ومنها : 1- مغناطيس كهربائي وهو سلك معزول حول قطعة من الحديد ويمر فيه تيار مستمر 2- دلك قطعة من الحديد بالمغناطيس الطبيعي 3- صب الحديد المنصهر في قوالب معرضة لمجال مغناطيسي * ملاحظة ( كل مايحدث في عملية التمغنط هو انتظام ثنائيات الاقطاب في القطعة بعد تمغنطها ) * انواع المواد من حيث تجاذبها للمغناطيس 1- مواد تنجذب للمغناطيس القوي والضعيف وتسمى مواد ( فرو ) مغناطيسية مثل الحديد والنيكل والكوبلت او خلائطها 2- مواد تنجذب للمغناطيس القوي فقط مثل النحاس والالومنيوم * المجال المغناطيسي 1- مجال لشحنة هو حيز حول الشحنة يظهر فيه اثار الشحنة 2- المجال المغناطيسي هو حيز حول المغناطيس يظهر فيه اثار المغناطيس 3- يمثل المجال المغناطيسي بخطوط وهمية تسمى ( خطوط الحث المغناطيسي ) أو خطوط المجال . وتشكل بمجموعها ( الطيف المغناطيسي ) س ) عمليآ كيف يمكنك التعرف على شكل خطوط المجال المغناطيسي؟ جـ ) * الادوات : ( مغانط مختلفة الاشكال - برادة حديد - ورقة بيضاء ) * الخطوات : 1- نضع احد المغانط على سطح مستوي ونضع الورقة فوق المغناطيس بشكل افقي ونوزع برادة الحديد على الورقة بشكل متساوي ثم نحرك الورقة بطريقة اهتزازية . نلاحظ ان برادة الحديد تأخذ شكل خطوط منتظمة تمتد بين القطبين للمغناطيس . ثم نكرر الخطوة السابقة مع باقي المغانط فنلاحظ نفس النتيجة السابقة 1- مقدمة في المغناطيسية
  39. 39. * شكل خطوط المجال المغناطيسي : س ) كيف يمكنك تحديد اتجاه خطوط المجال المغناطيسي عمليآ ؟ جـ ) * الادوات : ( نفس الادوات السابقة مع اضافة ابرة مغناطيسية أو اكثر ) * الخطوات : 1- نضع الابرة او البوصلة على احد خطوط المجال المغناطيسي المتشكلة في برادة الحديد حول المغناطيس ونحدد الاتجاه الذي تستقر عليه 2- نكرر الخطوة السابقة عدة مرات ولكن في اماكن مختلفة حول المغناطيس * الاستنتاج : 1- ان البوصلة تأخذ دائمآ اتجاه المماس لخطوط المجال المغناطيسي 2- تعريف اتجاه المجال المغناطيسي عند نقطة ( هو الاتجاه من القطب الجنوبي الى القطب الشمالي لإبرة مغناطيسية حرة موضوعة في تلك النقطة ) * تعريفة ( هو مجال اتجاهه و قيمته ثابتين ) * امثلة لمجال منتظم : 1- المجال المغناطيسي بين قطبي مغناطيس على شكل حرف U ) ) ما عدا طرفي المغناطيس 2- المجال المغناطيسي الارضي لمساحة محدودة مثل مساحة مدينة جدة وهذا المجال خطوطة متوازية وقيمته ثابتة تقريبآ 2- المجال المغناطيسي المنتظم
  40. 40. أولآ : المجال المغناطيسي الناتج عن مرور تيار في سلك مستقيم ( تيار مستقيم ) س ) عمليآ استدل على وجود مجال مغناطيسي ناتج عن مرور تيار كهربائي في سلك مستقيم مع تحديد شكل المجال جـ ) * الادوات : ( سلك نحاسي معزول – بطارية سيارة – ورق مقوى – برادة حديد ) * الخطوات : 1- صل الدائرة كما بالرسم 2- نغلق الدائرة ونضع البرادة على الورق المقوى ونحرك الورقة 3- نضع البوصلة على الورقة ونحدد اتجاه المجال المغناطيسي 4- نعكس اتجاه التيار الكهربائي ونحدد اتجاه المجال المغناطيسي * الاستنتاج : 1- خطوط المجال المغناطيسي تكون على شكل دوائر متحدة المركز ومستواها عمودي على السلك ومركزها نقطة تقاطع السلك مع الورقة 2- قيمة شدة المجال تتوقف على : * شدة التيار وهى تتناسب طرديآ مع شدة المجال المغناطيسي * نوع الوسط المحيط بالسلك * البعد العمودي للنقطة عن السلك ( ف ) وهو يتناسب عكسيآ مع شدة المجال المغناطيسي ( حم ) و ثا = µ ÷ 2 π حيث µ ( ميو ) هى معامل النفاذية المغناطيسية للوسط وتساوي للهواء او الفراغ = 4 π × 10 - 7 ويبر / امبير × متر . : حم = 2× 10 – 7 × ت ويبر / متر 2 ( تسلا ) * العلاقة السابقة تعطي قيمة شدة المجال المغناطيسي عندما يكون ف الوسط هو الهواء او الفراغ * ملاحظة : يمكن تحديد اتجاه المجال المغناطيسي حول السلك باستخدام قاعدة اليد اليمنى المقبوضة والتي نصها ( تخيل انك قابض على السلك بيدك اليمنى جاعلآ الابهام يشير الى اتجاه التيار الكهربائي في السلك . فيصبح التفاف بقية اصابع اليد يشير الى اتجاه المجال المغناطيسي ) س ) اذكر العوامل التي تحكم شدة المجال المغناطيسي الناتج عن مرور تيار كهربائي في سلك مستقيم ؟ جـ ) * حم α ت * حم α ا ÷ ف * نوع الوسط المحيط بالسلك 3- المجال المغناطيسي لبعض اشكال التيار الكهربائي شدة المجال المغناطيسي ثابت يعتمد على نوع الوسط شدة التيار بعد النقطة عن مركز السلك ومن العوامل السابقة نجد ان : حم = ثا × ت ف
  41. 41. * شدة المجال المغناطيسي داخل الملف : حم = µ× ت × ن ÷ ل حيث ( ل ) طول الملف ثانيآ : المجال المغناطيسي الناتج عن مرور تيار كهربائي في سلك دائري ( تيار دائري ) * شكل خطوط المجال المغناطيسي ( منحنيات مغلقة ماعدا حزمة ضيقة شبه متوازية من الخطوط تمر بمركز الملف الدائري ) * حساب شدة المجال في مركز الملف الدائري حم = 2 π × 10 - 7 × ت × ن ر * القاعدة التي تحدد اتجاه المجال المغناطيسي الناتج : هى قاعدة اليد اليمنى المقبوضة السابقة ثالثآ : المجال المغناطيسي الناتج عن مرور تيار كهربائي في سلك لولبي ( تيار لولبي ) * شكل خطوط المجال ( شبه متوازية داخل الملف ومتباعدة خارج الملف وتشبه المجال المغناطيسي العادي ) * قاعدة تحديد اتجاه المجال المغناطيسي الناتج هى مقلوب قاعدة اليد اليمنى والتي تنص على : ( جعل اتجاه التفاف اصابع اليد اليمنى مع اتجاه التيار فيشير الابهام الى اتجاه ( حم ) داخل الملف ) * تجربة لبيان شكل المجال المغناطيسي الناتج عن تيار دائري * الادوات : ( سلك نحاسي معزول – قاطع - بطارية – برادة حديد – ورق مقوى – مقاومة متغيرة ) * الخطوات :1- اعمل من السلك ملف دائري 2- اجعل الملف يخترق الورق المقوى بحيث يتعامد الملف مع الورق 3- صل احد طرفي الملف باحد قطبي البطارية والطرف الثاني للملف بالمقاومة والقاطع والطرف الثاني للبطارية 4- اغلق الدائرة وغير من قيمة المقاومة ثم ذر برادة الحديد مع تحريك الورقة * الاستنتاج : تأخذ برادة الحديد شكل منحنيات مغلقة على الورقة ما عدا حزمة ضيقة شبه متوازية تمر بمركز الملف شدة التيار الكهربائي عدد لفات الملف نصف قطر الملف
  42. 42. س ) كيف يمكنك عمل مغناطيس كهربائي مع ذكر العوامل التي تؤثر في شدته ؟ جـ ) سلك معزول من النحاس ويلف حول قلب من الحديد ويتصل طرفيه بمصدر للتيار المستمر ( بطارية ) فيتحول هذا القلب الحديدي الى مغناطيس كهربائي يفقد تمغنطه اذا انقطع التيار الكهربائي . * العوامل التي تؤثر في شدة المجال المغناطيسي الناتج هى : 1- شدة التيار 2- عدد لفات السلك 3- طول الملف 4- نوع الحديد س ) كيف يمكن اثبات ان للتيار الكهربائي مجال مغناطيسي ؟ جـ ) بمرور تيار كهربائي في سلك موضوع بجانبه ا برة مغناطيسية حرة الحركة فتنحرف الابرة مما يدل على وجود مجال مغناطيسي ادى إلى انحراف الابرة س 7 ص 95 * حم 1 = 2 π × 10 - 7 × ت × ن 1 ÷ ر 1 = 2× 3.14 × 10 – 7 × 5× 14÷ 0.11 = 3.996 × 10 - 4 تسلا * حم 2 = 2 π × 10 - 7 × ت × ن 2 ÷ ر 2 = 2× 3.14 × 10 – 7 × 5× 35 ÷ 0.365 = 3× 10 - 4 تسلا أ ) حم = حم 1 + حم 2 = 3.996 × 10 - 4 + 3× 10 - 4 = 7× 10 - 4 تسلا ب ) حم = حم 1 - حم 2 = 3.996 × 10 - 4 - 3× 10 - 4 = 1× 10 - 4 تسلا س 3 ص 94 أ ) حم = 2 π × 10 – 7 × ت × ن . : 3.14 × 10 - 4 = 2× 3.14 × 10 - 7 × ت × 10 . : ت = 2.5 امبير ر 0.05 ب ) حم = µ× ت × ن ÷ ل . : 6.28 × 10 - 5 = 4 π × 10 - 7 × ت × 5 ÷ 0.01 . : ت = 0.1 امبير جـ ) حم = 2× 10 – 7 × ت ÷ ف . : 1× 10 - 6 = 2× 10 - 7 × ت ÷ 0.03 . : ت = 0.15 أمبير جـ ) حم 2 = حم 1 2 + حم 2 2 + 2 حم 1 × حم 2 جتا 90 = 1.6 × 10 - 7 + 9× 10 - 8 + 2.4 × 10 - 7 × صفر = 2.5 × 10 - 7 . : حم = 2.5 × 10 - 7 = 5× 10 - 4 تسلا
  43. 43. س ) استدل عمليآ على انه اذا وضع سلك مستقيم يمر فيه تيار كهربائي في مجال مغناطيسي فإن هذا السلك يتحرك جـ ) الادوات : ( مغناطيس حرف U – بطارية – سلك – قاطع – حامل – مسمار طويل ) الخطوات : 1- صل الادوات ثم اغلق الدائرة ولاحظ حركة السلك 2- اعكس اتجاه التيار ولاحظ اتجاه حركة السلك 3- ابعد المغناطيس ولاحظ حرة السلك الاستنتاج : * السلك يتحرك في جميع الحالات ماعدا الحالة الاخيرة لعدم وجود مجال مغناطيسي * اتجاه حركة السلك يكون عمودي على كل من اتجاه التيار واتجاه حم ويعتمد على اتجاه التيار واتجاه حم * السلك يتعرض لقوة مصدرها المجال المغناطيسي ولهذ تسمى قوة مغناطيسية * يحدد اتجاه القوة المؤثرة على السلك بقاعدة اليد اليمنى المفتوحة * قاعدة اليد اليمنى المفتوحة ( اتجاه الابهام يشير الى اتجاه التيار وبقية الاصابع تشير الى اتجاه حم اما اتجاه القوة فهو اتجاه سهم خارج من راحة اليد وعمودي عليها ) * قيمة القوة المغناطيسية السابقة يمكن حسابها من قانون لابلاس والذي نصه ( يتعرض التيار المستقيم داخل مجال مغناطيسي لقوة تسبب حركته تسمى القوة المغناطيسية ) * العوامل التي تؤثر في قيمة القوة المغناطيسية المسببة لحركة السلك : ( ت ) , ( حم ) , ( ل ) , ( ي التي بين ت وحم ) س ) علل يتحرك سلك يمر فيه تيار اذا وضع في مجال مغناطيسي منتظم ؟ جـ ) بسبب تفاعل المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكهربائي مع المجال المغناطيسي الاصلي فيؤدي ذلك الى حركة السلك س ) لايتحرك سلك يمر فيه تيار اذا وضع في مجال مغناطيسي منتظم ؟ جـ ) لأن الزاوية بين ت وحم = صفر وعليه ق غ = صفر ا ) إذا كان السلك عمودي على حم تكون ق غ اكبر مايمكن و ق غ = ت × ل × حم ب ) إذا السلك يميل بزاوية مقدارها ( ي ) على حم فان ق غ = ت × ل × حم × جاي جـ ) إذا كان السلك موازي للمجال ( حم ) فان ( ق غ ) = صفر أي اصغر ما يمكن 4- تأثير مجال مغناطيسي منتظم على تيار كهربائي مستقيم * رياضيآ ق غ = ت × ل × حم × جا ي * .: القوة المغناطيسية ( ق غ )
  44. 44. × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × س ) كيف يمكن تغير اتجاه حركة السلك ؟ جـ ) بتغير اتجاه التيار الكهربائي او تغير قطبي المغناطيس الشمالي محل الجنوبي والعكس س ) علل يزول المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكهربائي اذا انقطع التيار الكهربائي ؟ جـ ) وذلك لأن هذا المجال المغناطيسي ناتج عن حركة شحنات كهربائية فإذا توقفت هذه الشحنات عن الحركة انعدم المجال المغناطيس * قانون لورانتز * نص القانون ( القوة المؤثرة على سلك هى عبارة عن محصلة القوى المؤثرة على الشحنات الكهربائية المتحركة في هذا السلك ) * لاحظ ان العلاقة الاخيرة التي عليها الاسهم فيها القوة المستنتجة من لابلاس هى حاصل الضرب المتجه لمتجهين . * حالة خاصة من لورانتز س ) اثبت رياضيآ ان القوة الناتجة عن لابلاس هى حاصل ضرب اتجاهي لمتجهين ؟ جـ ) الاثبات الرياضي لقانون لورانتز س ) متى نستخدم قانون لورانتز ؟ جـ ) يستخدم في حالة حركة جسيم مشحون ( ايون او الالكترون او بروتون ) في مجال مغناطيسي * الهدف منه ( الحصول على جسيمات مشحونة لها نفس السرعة ) * التركيب ( لوحين معدنيين احدهما موجب والاخر سالب – مجال مغناطيسي منتظم متعامد على الصفحة ( X ) - مصدر للشحنات ) * نظرية عمله ( الجسيمات المشحونة المنطلقة من المصدر تتعرض لقوتين متعاكستين احداهما من المجال الكهربائي والاخرى من المجال المغناطيسي فإذا كانت القوتان متساويتان فإن الجسيم لايعاني انحراف ويخرج من الفتحة التي على امتداد خط سيره اما اذا اختلفت القوتان فان الجسيم ينحرف + + + + + + 5- القوة المؤثرة على شحنة متحركة * رياضيآ : من لابلاس ق غ = ت × ل × حم × جا ي وحيث ت = ش ÷ ز , ع = ل ÷ ز .: ق = ش × ع × حم × جا ي أو ق = ش × ع × حم لاحظ ان القوة المستنتجة تسمى ق لورانتز ( اذا كان اتجاه سرعة الشحنة عمودي على اتجاه حم فإن الشحنة تأخذ مسار دائري اثناء حركتها داخل المجال ونصف قطر هذا المسار يعتمد على : 1- سرعة الجسيم 2- كتلة الجسيم 3- شحنة الجسيم 4- شدة المجال المغناطيسي وعليه نجد ان : ر = ك × ع ش × حم سرعة الجسيم كتلة الجسيم شدة المجال المغناطيسي نصف القطر شحنة الجسيم 6- جهاز منتخب السرعات ــــ ـــ ـــ ــــ ـــ ــــ مصدر شحنات
  45. 45. * مثال / في جهاز منتخب السرعات مر بروتون سرعته ( 2× 10 5 م / ث ) بدون انحراف وكانت حم = 0.05 تسلا . احسب ج * الغرض منه : أ ) قياس كتل الدقائق المشحونة ب ) المقارنة بين كتل الدقائق المشحونة بشكل دقيق * مبدأ عمله : ( الجسيمات متساوية الشحنة عندما تدخل مجال مغناطيسي منتظم بحيث يتعامد اتجاهه اتجاه حركتها فانها تأخذ مسارات دائرية تعتمد انصاف اقطارها على كتلة الجسيم المشحون ) * مكونات الجهاز : كما بالرسم × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × * ملاحظة : الجسيم الذي يأتي من مصدر الشحنات يمر من المجال الكهربائي ويدخل المجال المغناطيسي المنتظم ويأخذ مسار دائري نصف قطره ( ر ) ثم يخرج معطيآ ومضة على الفيلم الحساس س ) ما الفرق بين القوة الكهربائية والقوة المغناطيسية المؤثرة على شحنة ؟ جـ ) أ ) القوة الكهربائية ( تؤثر على الشحنات المتحركة و الساكنة - تكسب الشحنة سرعة وتسارع - تكون موازية لإتجاه المجال الكهربائي - تبذل شغل لأنها تسبب انتقال الشحنة ) ب ) القوة المغناطيسية ( تؤثر على الشحنة المتحركة فقط - تغير اتجاه حركة الشحنة . - تكون عمودية على كل من اتجاه المجال واتجاه حركة الشحنة - لاتقوم بشغل لأن اتجاه القوة يكون عمودي على اتجاه حركة الشحنة ) × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × مجال مغناطيسي منتظم ولاينفذ من الفتحة المخصصة له ولكي يسير الجسيم في خط مستقيم يجب ان تكون ق المغناطيسية = ق الكهربائية وعليه نجد ان : ش × ع × حم = ش × ج ع = ج ÷ حم * يلاحظ انه يمكن التحكم في ع بالتحكم في ج و حم * الحل / * ع = ج ÷ حم ج = ع × حم ج = 2 × 10 5 × 0.05 = 10000 نيوتن / كولوم 7- جهاز مطياف الكتلة + + + + + + ــــ ـــ ـــ ــــ ـــ ــــ } فيلم حساس مصدر شحنات نصف القطر ( ر ) * لحساب كتلة الجسيم ( ك ): ك = حم 2 × ش × س 2 ÷ 8 جـ شدة المجال المغناطيسي شحنة الجسيم المسافة بين دخول الجسيم للمجال المغناطيسي ونقطة اصطدامه بالفيلم وهى = 2 ر فرق الجهد المسرع للجسيم المشحون لاحظ ان س = 2 ر * ملاحظة : ( رمز المجال المغناطيسي عندما يكون عموديآ الى داخل صفحة الدفتر هو X واذا كان خارج منها يكون رمزه 0
  46. 46. * تجربة لبيان القوة المتبادلة بين تيارين متوازيين أ ) الادوات : ( مولدان - سلكان من النحاس - حاملان - اسلاك - قاطعان - حوضان زجاج - زئبق ) ب ) الخطوات : 1- صل الدائرة كما في الشكل 2- نغلق الدائرة فنلاحظ تجاذب السلكين 3- نعكس اتجاه التيار في احد السلكين فنلاحظ تنافر ( تباعد ) السلكين جـ ) الاستنتاج : ( يتجاذب السلكان اذا مر بهما تياران بنفس الاتجاه ويتنافران اذا مربهما تياران متعاكسين ) س ) فسر او علل تجاذب السلكين اذا مر بهما تياران بنفس الاتجاه ؟ جـ ) لأن كل منهما ينتج عنه مجال مغناطيسي عكس الاخر وتكون محصلة المجالين بين السلكين اصغر من خارج السلكين س ) فسر او علل تنافر السلكين اذا مر بهما تياران متعاكسين في الاتجاه جـ ) لأن كل منها ينتج عنه مجال مغناطيسي له نفس اتجاه مجال السلك الاخر فتكون محصلة المجالين بين السلكين اكبر خارج السلكين * العوامل التي تؤثر في قيمة القوة المتبادلة بين تيارين متوازيين هى : 1- شدتي التيارين ( ت 1 و ت 2 ) 2- المسافة العمودية بين السلكين ( ف ) 3- طول كل من السلكين الحاملين للتيار ( ل ) 4- الوسط بينهما 8- القوة المتبادلة بين تيارين متوازيين حم 9- مقدار القوة المتبادلة بين تيارين متوازيين ومن العوامل السابقة نجد ان : ق = 2× 10 - 7 × ت 1 × ت 2 × ل ÷ ف * إذا كان التياران لهما نفس الاتجاه : فإن هناك نقطة تقع بين السلكين واقرب للتيار الاصغر تكون فيها محصلة حم = صفر ويمكن ايجاد هذه النقطة من العلاقة : ت 1 ÷ س = ت 2 ÷ ( ف – س ) حيث س بعد النقطة عن التيار الاصغر * اذا كان التياران متعاكسين في الاتجاه : فإن هناك نقطة تقع خارج السلكين واقرب للتيار الاصغر تكون فيها حم صفر ويمكن ايجاد هذه النقطة من العلاقة : ت 1 ÷ س = ت 2 ÷ ( ف + س ) حيث س بعد النقطة عن التيار الاصغر ف ت 1 > ت 2 س ف - س ت 1 > ت 2 ف + س س ف
  47. 47. مثال ) سلكان مستقيمان متوازيان يمر في الاول تيار شدته 2 امبير وفي الاخر تيار شدته 4 امبير والمسافة بينهما 3 سم احسب : أ ) مقدار القوة التي يؤثر بها احدهما على قطعة طولها 5 سم من الاخر ب ) بعد النقطة عن التيار الاصغر التي تكون عندها محصلة حم = صفر عندما يتفق اتجاه التيارين ثم عندما يتعاكس التيارين الحل ) أ ) ق = 2× 10 - 7 × ت 1 × ت 2 × ل ÷ ف . : ق = 2× 10 - 7 × 2 × 4 × 0,05 ÷ 0,03= 2,666× 10 - 6 نيوتن ب ) * ت 1 ÷ س = ت 2 ÷ ( ف – س ) 2÷ س = 4÷ ( 3- س ) س = 1 سم * ت 1 ÷ س = ت 2 ÷ ( ف + س ) 2÷ س = 4÷ ( 3+ س ) س = 3 سم * تجربة لبيان ان الملف اذا مر به تيار وهو موضوع في مجال مغناطيسي منتظم فانه يتعرض لعزم ازدواج يعمل على دوران الملف أ ) الادوات : ( مغناطيس حرف U – بطارية – سلك نحاسي سميك واخر رقيق – قاطع ) ب ) الخطوات : 1- اعمل من السلك السميك ملف مربع الشكل بحيث يكون ضلعه الاصغر بين قطبي المغناطيس 2- ضع الملف بين قطبي المغناطيس بحيث تسمح له بالدوران حول محور متعامد مع مستوى المغناطيس 3- صل السلك الرقيق بنهايتي الملف ثم بالقاطع ثم بالمولد ثم اغلق الدائرة فتلاحظ دوران الملف س ) اذكر العوامل التي تؤثر في عزم الازدواج الذي يسبب دوران الملف ؟ جـ ) العوامل هى : * عدد لفات الملف * مساحة الملف * شدة التيار المار في الملف * شدة المجال المغناطيسي حم * الزاوية ي س ) متى يكون عزم الازدواج الذي يعمل على دوران الملف اكبر مايمكن ومتى = صفر ؟ جـ ) * اذا كانت الزاوية ( ي ) بين اتجاه حم ومستوى الملف = صفر * يكون عزم الازدواج = صفر اذا كانت الزاوية ( ي ) = 90 س ) يمر تيار في ملف موضوع في مجال مغناطيسي منتظم ولم يدور الملف علل ذلك ؟ جـ ) لأن الزاوية ( ي ) التي بين ( حم ) ومستوى الملف = 90 درجة وعليه فان عزم الازدواج الذي يعمل على الدوران = صفر 10- دوران ملف موضوع في مجال مغناطيسي منتظم جـ ) الاستنتاج : * دوران الملف يرجع الى تعرض ضلعي الملف المتعامدين مع المجال المغناطيسي لقوتين متوازيتين متضادتين كونتا ازدواج عمل على إدارة الملف .{ يمكن التأكد من اتجاه القوتين بقاعدة اليد اليمنى المفتوحة } * عزم الازدواج الذي يعمل على إدارة الملف عز = ن × س × ت × حم × جتا ي عدد لفات الملف مساحة الملف الزاوية بين اتجاه حم ومستوى الملف
  48. 48. * ملاحظة : عندما تفتح نافذة الغرفة ويبدأ الهواء بالمرور فإنك تعبر عن ذلك وتقول الهواء يتدفق وكذلك التدفق المغناطيسي * تعريف التدفق المغناطيس خلال سطح : ( هو عدد متجهات الحث المغناطيسي التي تخترق هذا السطح عموديآ عليه ) * وحدة قياس ( تد ) : هى الويبر * الويبر هو ( تدفق مغناطيسي ناتج عن مجال مغناطيسي شدته واحد تسلا يسقط عموديآ على سطح مساحته وحدة المساحات ) س ) اذكر العوامل التي تؤثر على قيمة التدفق المغناطيسي خلال سطح ما ؟ جـ ) العوامل هى : * عدد اللفات اذا كان ملف * مساحة السطح * شدة المجال المغناطيسي * الزاوية بين اتجاه حم ومستوى السطح س ) متى يكون التدفق اكبر ما يمكن ومتى يكون التدفق = صفر ؟ جـ ) يكون تد اكبر مايمكن عندما يكون عمودي على السطح ( ي ) = 90 درجة حيث جا 90 = 1 وتكون قيمة تد = صفر عندما ( ي ) = صفر لأن جا صفر = صفر مثال ) ملف مساحته 0,4 م 2 وعدد لفاته 50 لفه ويمر به تيار شدته 3 امبير وضع فى مجال مغناطيسي منتظم شدته 0,2 تسلا , احسب : 1- تد خلال الملف اذا كان اتجاه حم عمودي على مستوى الملف 2- العزم الذي يتعرض له الملف اذا اتجاه حم عمودي على مستوى الملف 3- العزم الذي يتعرض له الملف اذا كان اتجاه حم موازي لمستوى الملف الحل ) 1- تد = ن × س × حم × جا ي = 50 × 0.4 × 0.2 × 1 = 4 ويبر 2- عز = ن × س × ت × حم × جتا ي = 50 × 0.4 × 3 × 0.2 × صفر = صفر نيوتن × م 3- عز = ن × س × ت × حم × جتا ي = 50 × 0.4 × 3 × 0.2 × 1= 12 نيوتن × م س ) أي الاشكال التالية يكون التدفق المغناطيسي عليها اكبر مايمكن مع التعليل ؟ جـ ) الشكل ( جـ ) تد عليه اكبر مايمكن لأن الزاوية ( ي ) = 90 وعليه جا 90 = 1 الشكل ( أ ) قيمة تد علية متوسطة لأن الزاوية ( ي ) أقل من 90 الشكل ( ب ) قيمة تد عليه = صفر لأن الزاوية ( ي ) = صفر وعليه جا صفر = صفر 11- التدفق المغناطيسي ( تد ) * قيمة ( تد ) رياضآ : تد = ن × س × حم × جا ي الزاوية بين اتجاه حم ومستوى السطح ( جـ ) ( ب ) ( أ )
  49. 49. أولا : جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي * هو ( احدث انواع التصوير الطبي واكثرها امانآ لجسم الانسان ويستخدم للتشخيص والكشف عن اصابات العمود الفقري وكذلك الاورام واي ضاً عن وجود انسدادات في الاوعية الدموية ) ثاني اً : الجلفانومتر * هو ( جهاز يستخدم لقياس شدات التيار الصغيرة التي تصل الى 10 - 10 أمبير ) * تركيبه ( مغناطيسي قوي حرف U – ملف قابل للدوران – نابض خفيف – مؤشر متصل بالملف ) * طريقة عمله ( يمرر التيار المراد قياسه في ملف الجلفانومتر فينشأ عزم ازدواج بسبب المجال المغناطيسي يعمل على ادارة الملف إلا أن النابض ينشأ عنه عزم يقاوم هذا الدوران فيتزن الملف ويتوقف عن الدوران عند تساوي العزمين المتضادين وهما عزم النابض والعزم الناتج عن التيار في الملف فيشير مؤشر الجلفانو الى شدة التيار المار ) س ) علل لا يستخدم الجلفانومتر في قياس شدات التيار العالية جـ ) لأن في حالة مرور تيار عالي الشدة في ملف الجلفانو يصبح عزم الملف اكبر من عزم النابض فيؤدي الى دوران الملف بزاوية اكبر مما يجب فيتلف النابض ويتلف الجهاز ثالث اً : الأميتر * هو ( جلفانومتر من حيث التركيب وأدخلت عليه بعض التعديلات ليتمكن من قياس التيارات ذات شدات اكبر ) * التعديلات هى ( مقاومة صغيرة جدآ { م } توصل مع ملف الجلفانو متر على التوازي وتسمى { مجزئ التيار } * اهمية مجزئ التيار ( يسمح بمرور جزء يسير من التيار عبر ملف الجلفانو والجزء الاكبر من التيار يمر خلال المقاومة الصغيرة { م } وبالتالي لايحترق ملف الجلفانو متر ) * القوة المضاعفة للمجزئ ( ض ) ( هى تحديد قيمة المقاومة ( المجزئ ) حسب مضاعفات تيار الجلفانو متر المطلوب قياسها ) وعليه نجد ان : ض = ت ÷ ت 1 و م = م 0 ÷ ( ض - 1) و م الكلية = ( م 0 × م )÷( م 0 + م ) 12- تطبيقات على المغناطيسية * العلاقة بين { ت } الكلية و { ت 1 } و { ت – ت 1 } : ان فرق الجهد بين طرفي الجلفانو = فرق الجهد بين طرفي المقاومة م 0 .: م 0 × ت 1 = م ( ت – ت 1 ) م G م 0 ت 1 ( ت - ت 1 ) ت
  50. 50. س ) علل يوصل الاميتر في الدائرة على التسلسل جـ ) لأن مقاومته الكلية صغيرة فلاتؤثر على تيار الدائرة وتصبح شدة التيار في الدائرة مساوي ة لشدة التيار في جهاز الاميتر س ) علل عند صناعة الاميتر يحب ان تكون مقاومته الكلية صغيرة جـ ) لأنه يوصل في الدائرة على التوالي فإذا كانت مقاومته كبيرة ستؤثر على تيار الدائرة س ) علل يربط مع الجلفانومتر مقاومة صغيرة على التوازي ليصبح اميتر جـ ) حتى يستطيع قياس شدات التيارات الكبيرة دون ان يحترق ملف الجلفانو ويضآ لتكون المقاومة الكلية للجهاز صغيرة فلاتؤثر على التيار رابع اً : الفولتميتر * هو ( جهاز يستخدم لقياس فرق الجهد بين نقطتين وهو جلفانومتر مضاف اليه مقاومة كبيرة موصلة مع ملف الجلفانومترعلى التوالي ) * فائدة المقاومة الكبيرة ( مجزئ الجهد ) التي توصل مع ملف الجلفانو متر ( تقليل التيار الذي يمر في ملف الجلفانو متر حتي لايؤثر على شدة التيار المار في الدائرة والمحافظة على سلامة ملف الجلفانومتر ) * كيف يقيس الفولتميتر فرق الجهد بين نقطتين؟ س ) علل يوصل الفولتميتر في الدائرة على التوازي جـ ) ليكون فرق الجهد بين طرفي الفولتميتر = فرق الجهد بين طرفي الجهاز المراد قياس جهده س ) علل يوصل مع الجلفانومتر مقاومة كبيرة على التسلسل ليصبح فولتميتر جـ ) لتقليل التيار المار في ملف الجلفانو فلا يؤثر على تيار الدائرة وايضآ للمحافظة على سلامة ملف الجلفانومتر خامس اً : الأفوميتر * هو ( جهاز يمكن استخدامه لقياس شدة التيار أو فرق الجهد أو مقدار المقاومة حسب رغبة المستخدم عن طريق قرص يدار باليد ) * مثال ) جلفانومتر مقاومته 100 أوم ويقيس تيار شدته 0.001 أمبير يراد تحويله الى اميتر ليقيس تيار شدته 2 أمبير احسب المقاومة اللازمة لذلك جـ ) بما ان الفولتميتر يوصل في الدائرة على التوازي فإن فرق الجهد بين النقطتين الموصل بينهما الفولتميتر ( جـ ) = فرق الجهد بين طرفي مكونات الفولتميتر . : جـ = ت 1 × ( م + م 0 ) فرق الجهد بين نقطتين اكبر شدة تيار يقيسها الجلفانو متر مقاومة المجزئ مع الملف مقاومة ملف الجلفانو * المقاومة الكلية للفولتميتر م الكلية = م + م 0 * الحل ) بما ان : م 0 × ت 1 = م × ( ت - ت 1 ) 100× 0.001 = م ( 2 - 0.001 ) م = 0.05 أوم
  51. 51. أ ) تجربة لتوليد تيار كهربائي بتغير التدفق المغناطيسي خلال ملف * الادوات : ( قضيب مغناطيسي – ملف – ملي اميتر مؤشره في المنتصف ) * الخطوات : 1- صل نهايتي الملف مع الملي اميتر 2- حرك المغناطيس باتجاه الملف عموديآ على مستواه 3- حرك المغناطيس بعيدآ عن الملف 4- اوقف حركة المغناطيس ولاحظ حركة الملي اميتر * الاستنتاج : 1- عند حركة المغناطيس من اعلى الى اسفل داخل الملف يتحرك مؤشر الاميتر باتجاه معين وعند سحب المغناطيس الى خارج الملف يتحرك مؤشر الاميتر في الاتجاه المعاكس 2- إذا توقف المغاطيس عن الحركة فإن مؤشر الاميتر يشير الى صفر ب ) قانون فاراداي في الحث الكهرومغناطيسي ( عندما يتغير التدفق المغناطيسي خلال دائرة كهربائية تتولد فيها قوة محركة كهربائية تأثيرية يتناسب مقدارها مع معدل تغير التدفق بالنسبة للزمن ) د ) تعريف قم التأثيرية ( هي قوة محركة كهربائية تأثيرية تتولد في ملف بسبب التغير في التدفق المغناطيسي خلال الملف ) س ) علل وجود اشارة سالبة لقيمة قم التأثيرية ؟ جـ ) لأن اتجاه قم التأثيرية المتولدة في الملف يعاكس اتجاه التغير في التدفق الذي سببها س ) علل انحراف مؤشر الملي اميتر اثناء حركة المغناطيس داخل الملف وعدم انحرافه عند توقف المغناطيس عن الحركة جـ ) لأن تحرك المغناطيس ينتج عنه تغير في التدفق المغناطيسي خلال الملف مما يؤدي الى توليد تيار تأثيري في الملف وعند توقف المغناطيس عن الحركة يتوقف التغير في التدفق المغناطيسي فينعدم التيار أ ) تجربة للتحقق عملي اً من شدة التيار التأثيري المتولد في ملف واتجاه هذا التيار * الادوات : ( قضيب مغناطيسي – ملي اميتر مؤشره في المنتصف – ملف ) * الخطوات : 1- صل طرفي الملف مع الملي اميتر 2- حرك طرف المغناطيس الشمالي اتجاه الملف ولاحظ اتجاه انحراف مؤشرالملي اميتر 3- حرك طرف المغناطيس الشمالي مبتعد اً عن الملف ولاحظ اتحاه انحراف مؤشر الملي اميتر 4- كرر الخطوتين ( 2 , 3 ) مستخدم اً القطب الجنوبي للمغناطيس ولاحظ اتجاه انحراف مؤشر الملي اميتر في كل مرة 13- الحث الكهرومغناطيسي جـ ) رياضي اً : قم التأثيرية = -  تد ÷  ز حيث  تد هي التغير في التدفق ,  ز الزمن الذي حصل فيه تغير التدفق 14- قانون لنز
  52. 52. * الاستنتاج : 1- شدة التيار التأثيري المتولد تزداد بزيادة حركة المغناطيس داخل وخارج الملف بسبب زيادة التغير في التدفق المغناطيسي وينعدم التيار اذا توقف المغناطيس عن الحركة بسبب انعدام التغير في التدفق المغناطيسي 2- التيار التأثيري المتولد يكون له اتجاه بحيث ينشأ عن هذا التيار تدفق مغناطيسي يقاوم التغير في التدفق المغناطيسي الذي تسبب في توليد هذا التيار ب ) نص قانون لنز ( إن اتجاه التيار التأثيري المتولد في ملف يقاوم السبب الذي أحدثه ) س ) بماذا تتأثر شدة التيار التأثيري وكيف تتحقق من ذلك عملي اً وكيف يمكن معرفة منحى ( اتجاه ) التيار ؟ جـ ) تتأثر شدة التيار بمعدل التغير في التدفق المغناطيسي وللتحقق العملي نذكر التجربة السابقة و لمعرفة منحى التيار نذكر قانون لنز * لاحظ : الشكل المقابل يمثل دائرة كهربائية فيها الضلع ( أ ب ) متحرك وتتعرض هذه الدائرة لتدفق مغناطيسي قدره ( تد ) وعمودي على مستواها وعند حركة الضلع ( أ ب ) بسبب قوة خارجية تتغير مساحة الملف فيتغير التدفق عبر الملف 15- العلاقة بين قم التأثيرية في موصل وسرعة حركته في مجال مغناطيسي * بما ان : تد = ن × س × حم × جا ي وحيث ( ن ) = 1 و ( ي ) = 90 . : تد = س × حم . : تد = حم × ل × ف حيث ( س ) = ل × ف 1 * بما ان : قم = -  تد ÷  ز ومن ( 1 ) و ( 2 ) نجد ان : قم = -  ( حم × ل × ف ) ÷  ز . : قم = - حم × ل ×  ف ÷  ز . : قم = - حم × ل × ع حيث  ف ÷  ز = ع 2
  53. 53. مثال ) قضيب معدني طوله واحد متر ومقاومته 2 أوم يتحرك بسرعة 10 م / ث عموديآ على مجال مغناطيسي منتظم شدته 0,5 تسلا احسب شدة التيار التأثيري المتولد في هذا القضيب الحل ) بما ان قم = - حم × ل × ع = 0,5× 1 × 10 = 5 فولت , بما ان قم = ت × م . : 5 = ت × 2 . : ت = 2,5 أمبير لاحظ الاشارة السالبة لاتدخل في قيمة الحساب لأن معناها فيزيائي فقط * تعريفه ( هو تأثير كهرومغناطيسي ذاتي يحدثه الملف في نفسه لكي يقاوم ا لتغير في شدة التيار ) س ) علل تظهر شرارة كهربائية عند نزع فيش او قابس التليفزيون من مصدر الكهرباء جـ ) لأنه عند نزع فيش الكهرباء يتغير التدفق المغناطيسي المحيط بسلك الدائرة الكهربائية فيؤدي ذلك الى توليد تيار تأثيري في نفس السلك واتجاهه يعاكس اتجاه التيار الاصلي مما يؤدي الى توليد الشرارة * استنتاج قيمة قم التأثيرية المتولدة بسبب الحث الذاتي * معامل الحث الذاتي للملف ( ذ ) تعتمد قيمته على : ( خصائص الملف من حيث الطول و عدد اللفات و مساحة المقطع ونوع الوسط ) * وحدة قياس معامل الحث الذاتي ( ذ ) هى { الهنري } * تعريف الهنري ( هو حث ذاتي لملف تتولد فيه قوة محركة تأثيرية مقدارها 1 فولت عندما تتغير شدة المار بمعدل 1 أمبير / ث ) أول اً : المولد الكهربائي * تركيبه ( مغناطيس حرف U - بين قطبيه ملف { ملفوف حول قلب من الحديد } قابل للدوران حول محور - وتتصل نهايتي الملف بالدائرة الكهربائية الخارجية بواسطة فرشاتين { الفحمات } ) 16- الحث الكهرومغناطيسي الذاتي بما ان : تد  ت . :  تد   ت . :  تد = ثابت ×  ت ثم بالقسمة على  ز نجد ان :  تد ÷  ز = ثا ×  ت ÷  ز . : - قم = ثا ×  ت ÷  ز . : - قم = ذ ×  ت ÷  ز . : قم = - ذ ×  ت حيث  ت التغير في شدة التيار الاصلي  ز و حيث ( ذ ) معامل الحث الذاتي للملف * رياضيآ معامل الحث الذاتي : ذ = µ × ن 2 × س ÷ ل حيث µ ( ميو ) = 4  × 10 - 7 ( ويبر / امبير × متر ) في الهواء او الفراغ 17- تطبيقات على الحث الكهرومغناطيسي
  54. 54. <ul><li>( يدار الملف بقوة خارجية فيتغير التدفق المغناطيسي عبر الملف بسبب تغير الزاوية بين اتجاه حم </li></ul><ul><li>ومستوى الملف فينشأ عن ذلك تيار تأثيري في الملف يمر عبر الفرشاتين الى الدائرة الخارجية ) </li></ul>* مميزات التيار التأثيري المتولد في الملف ( هو تيار متغير القيمة وثابت الاتجاه { DC } س ) كيف نجعل التيار التأثيري الناتج من المولد ذات قيمة ثابتة ؟ جـ ) بزيادة عدد الملفات لتصل الى 10 ملفات أو اكثر حول القلب الحديدي وبين كل ملف واخر زاوية صغيرة س ) علل يجب ان يكون القلب الحديدي للمولد على هيئة شرائح فولاذية معزولة عن بعضها ومتوازية * طريقة العمل : جـ ) لأن حركتها داخل المجال المغناطيسي تولد فيها تيار تأثيري فإذا كان القلب قطعة واحدة ترتفع درجة . حرارته أما إذا كان على هيئة شرائح معزولة فإن التيار المتولد في احداها يلغي التيار المتولد في الاخرى س ) علل المولد يعتبر جهاز عكوس جـ ) لأنه إذا زود بطاقة كهربائية من مصدر خارجي فسوف يدور الملف ويعطي طاقة حركية ويسمى محرك س ) علل بعض المحركات لا تصلح ان تكون مولدات جـ ) لأن بعض المحركات مثل المروحة ومضخة الماء والخلاط يوجد بها مغناطيس كهربائي فإذا انقطعت عنه الكهرباء اصبح معدوم القيمة فإذا امددنا هذه المحركات بطاقة حركية لا تولد كهرباء * لاحظ ان : ( المحركات يمكن تحويلها الى مولدات إذا كان بها مغناطيس طبيعي كالذي فى لعب الاطفال ) س ) ما معنى معامل الحث الذاتي لملف 0,3 هنري ؟ جـ ) معنى ذلك ان الملف اذا تغيرت فيه شدة التيار بمعدل 1 أمبير / ث تتولد فيه قم تأثيرية = 0,3 فولت ( أ ) ( ب ) ( جـ ) تمثيل بياني للتيار الناتج من المولد إذا كان القلب الحديدي عليه ملفين او ثلاثة تمثيل بياني للتيار الناتج من المولد إذا كان القلب الحديدي عليه 10 ملفات او اكثرر
  55. 55. ثاني اً : المحول اكهربائي * ماهو ( هو اداة لنقل القدرة الكهربائية بين دائرتين تعملان على جهدين مختلفين ) * الغرض منه ( هو تغيير قيمة فرق الجهد إما زيادة { ويسمى محول رافع للجهد } أو نقصآ { ويسمى محول خافض للجهد } ) * تركيبه من : 1- ملف ابتدائي ويتصل بمصدر التيار الكهربائي 2- ملف ثانوي يتصل بالجهاز الذي يراد تشغيله ( الحمل ) 3- الملفان ملفوفين حول قلب مكون من شرائح من الفولاذ ( نوع من الحديد ) * ملاحظة : ( لايوجد اتصال مباشر بين الملفين وإنما يكتسب الملف الثانوي جهده بواسطة الحث الكهرومغناطيسي الناتج من الملف الابتدائي حسب قانون فاراداى ) * تبريد المحولات ( بسبب مقاومة اسلاك ملفات المحول وبسبب التيارات الدوامية التي تتولد في القلب الحديدي ترتفع درجة حرارة المحول ولهذا يبرد بغمره في زيت خاص ) * مثال ) محول عدد لفات ملفه الابتدائي 200 لفة وعدد لفات الثانوي 50 لفة ومقاومة اللفة الوا

×