كل سنة وانتوا كتييييييييييير طيبين ومع الشاعر واولى محاضرات الفيزياء

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

كل سنة وانتوا كتييييييييييير طيبين ومع الشاعر واولى محاضرات الفيزياء

مُساهمة  elshaer.net في الإثنين مارس 09, 2009 3:31 am

اولا : انا عايز الكل يستفييييييييييد.

المحاضرة (1)

مقدمة عن علم الكهربية الساكنة
الكهربية الساكنة من علوم الفيزياء الاساسية ولها العديد من التطبيقات في حياتنا العملية مثل ماكنات التصوير وطابعات الليزر والمعجلات اللنووية، ولدراسة هذا العلم سوف نقوم بشرح مفاهيمه الاساسية التي يعتمد عليها هذا العلم، وتتلخص تلك المفاهيم في مفهوم الشحنة الكهربية والمجال الكهربي والفيض الكهربي والجهد الكهربي، سنقوم أيضا بدراسة بعد التطبيقات الاساسية مثل المكثف الكهربي والتيار الكهربي المستمر وتحليل الدوائر الكهربية باستخدام قاعدة كيرشوف.
يوضح المخطط التالي الجزئين الاساسيين للمقرر والمواضيع الرئيسية التي سيتم شرحها خلال هذه السلسلة من المحاضرات............


1.2 Properties of electrostatic
1.2.1 Electric charge
If a rod of ebonite is rubbed with fur, or a fountain pen with a coat-sleeve, it gains the power to attract light bodies, such as pieces of paper or tin foil. The discovery that a body could be made attractive by rubbing is attributed to Thales (640-548 B.C). He seems to have been led to it through the Greeks’ practice of spinning silk with an amber spindle; the rubbing of the spindle cause the silk to be attracted to it. The Greek world of amber is electron, and a body made attractive by rubbing is said to be electrified or charged. The branch of electricity is called Electrostatics.


1.2.2 Conductor and insulator
قليل من التقدم الملحوظ في مجال الكهربية الساكنة بعد Thales حتى القرن 16 حين قام العالم Gilbert بشحن ساق من الزجاج بواسطة الحرير، ولكنه لم يتمكن من شحن أي نوع من المعادن مثل النحاس أو الحديد، وبذلك أستنتج أن شحن هذا النوع من الأجسام مستحيل. ولكن بعد حوالي 100 عام (1700) ثبت أن استنتاجه خاطئ وأن الحديد يمكن شحنه بواسطة الصوف أو الحرير ولكن بشرط أن يكون ممسوكا بقطعة من البلاستيك.
وبعد عدة تجارب وجد أن الشحنة المكتسبة يمكن أن تنتقل من الحديد إلى يد الإنسان ثم إلى الأرض وبالتالي تأثيرها سوف يختفي تماما إلا إذا عزل الحديد عن يد الإنسان بواسطة البلاستيك أثناء الدلك. وبالتالي فإن المواد قسمت حسب خواصها الكهربية إلى ثلاثة أقسام هي الموصلات Conductors والعوازل Insulators وأشباه الموصلات Semiconductors.

Figure 1.1

بصفة عامة تكون الشحنة الكهربية في الموصلات حرة الحركة لوجود شاغر بينما في العوازل فإن الشحنة مقيدة.
يتضح في الشكل 1.1 أنه في المواد الصلبة solid الإلكترونات لها طاقات موزعة على مستويات طاقة محددة Energy level. هذه المستويات مقسمة إلى حزم طاقة تسمى Energy Bands المسافات بين حزم الطاقة لا يمكن أن يوجد فيها أي إلكترونات. وهناك نوعان من حزم الطاقة أحدهما يعرف بحزمة التكافؤ Valence Band والأخرى حزمة التوصيل Conduction Band ويسمى الفراغ بين الحزمتين بـ Eg .Energy Gap وتعتمد خاصية التوصيل الكهربائي على الشواغر في حزمة التوصيل حتى تتمكن الشحنة من الحركة، وبالتالي فإن المادة التي تكون بهذه الخاصية تكون موصلة للكهرباء بينما في المواد العوازل كالبلاستيك أو الخشب فإنه تكون حزمة التوصيل مملوءة تماما، ولكي ينتقل أي إلكترون من حزمة التكافؤ إلى حزمة التوصيل يحتاج إلى طاقة كبيرة حتى يتغلب على Eg Energy Gap وبالتالي سيكون عازلاً لعدم توفر هذه الطاقة له.
توجد حالة وسط بين الموصلات والعوازل تسمى semiconductor وفيها تكون حزمة التوصيل قريبة نوعا ما من حزمة التكافؤ المملوءة تماما وبالتالي يستطيع إلكترون من القفز بواسطة اكتساب طاقة حرارية Absorbing thermal energy ليقفز إلى حزمة التوصيل.


1.2.3 Positive and negative charge
بواسطة التجارب يمكن إثبات أن هناك نوعين مختلفين من الشحنة. فمثلاً عن طريق دلك ساق من الزجاج بواسطة قطعة من الحرير وتعليقها بخيط عازل. فإذا قربنا ساقاً آخر مشابها تم دلكه بالحرير أيضا من الساق المعلق فإنه سوف يتحرك في اتجاه معاكس، أي أن الساقين يتنافران Repel. وبتقريب ساق من البلاستيك تم دلكه بواسطة الصوف فإن الساق المعلق سوف يتحرك باتجاه الساق البلاستيك أي أنهما يتجاذبان Attract.

Figure 1.2
Unlike charges attract one another and like charge repel one another
Like charge repel one another and unlike charges attract one another as shown in figure 1.1 where a suspended rubber rod is negatively charged is attracted to the glass rod. But another negatively charged rubber rod will repel the suspended rubber rod.
وقد سمى العالم الأمريكي Franklin الشحنة التي تتكون على البلاستيك Negative سالبة واستنتج أن الشحنات المتشابهة تتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب.

1.2.4 Charge is conserved
النظرة الحديثة للمواد هي أنها في الحالة العادية متعادلة Normal. هذه المواد تحتوي على كميات متساوية من الشحنة تنتقل من واحد إلى الأخر أثناء عملية الدلك (الشحن)، كما هو الحالة في دلك الزجاج بالحرير، فإن الزجاج يكتسب شحنة موجبة من الحرير بينما يصبح الحرير مشحوناً بشحنة سالبة، ولكن كلاً من الزجاج والحرير معاً متعادل كهربياً. وهذا ما يعرف بالحفاظ على الشحنة Conservation of electric charge.

1.2.5 Charge and Matter
القوى المتبادلة المسؤولة عن التركيب الذرى أو الجزئي أو بصفة عامة للمواد هي مبدئيا قوى كهربائية بين الجسيمات المشحونة كهربياً، وهذه الجسيمات هي البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.
وكما نعلم فإن الإلكترون شحنته سالبة, وبالتالي فإنه يتجاذب مع مكونات النواة الموجبة، وهذه القوى هي المسؤولة عن تكوين الذرة Atom. وكما أن القوى التي تربط الذرات مع بعضها البعض مكونة الجزيئات هي أيضا قوى تجاذب كهربية بالإضافة إلى القوى التي تربط بين الجزيئات لتكون المواد الصلبة والسائلة.
الجدول (1) التالي يوضح خصائص المكونات الأساسية للذرة من حيث قيمة الشحنة والكتلة:

Mass Charge Symbol Particle
1.6710-27K 1.610-19C p Proton
1.6710-27K 0 n Neutron
1.6710-31K -1.610-19C e Electron
Table 1.1

ويجب أن ننوه هنا أن هناك نوعاً آخر من القوى التي تربط مكونات النواة مع بعضها البعض وهى القوى النووية، ولولاها لتفتت النواة بواسطة قوى التجاذب بين الإلكترون والبروتون. وتدرس هذه القوى في مقرر الفيزياء النووية.


1.2.6 Charge is Quantized
في عهد العالم Franklin's كان الاعتقاد السائد بأن الشحنة الكهربية شيء متصل كالسوائل مثلا. ولكن بعد اكتشاف النظرية الذرية للمواد غيرت هذه النظرة تماماً حيث تبين أن الشحنة الكهربية عبارة عن عدد صحيح من الإلكترونات السالبة أو البروتونات الموجبة، وبالتالي فإن أصغر شحنة يمكن الحصول عليها هي شحنة إلكترون مفرد وقيمتها 1.6x10-19c. وعملية الدلك لشحن ساق من الزجاج هي عبارة عن انتقال لعدد صحيح من الشحنة السالبة إلى الساق. وتجربة ميليكان تثبت هذه الخاصية.





















المحاضرة (2)

القوى الكهربية وقانون كولوم

2.1 Coulomb’s Law
In 1785, Coulomb established the fundamental law of electric force between two stationary, charged particles. Experiments show that an electric force has the following properties:

(1) The force is inversely proportional to the square of separation, r2, between the two charged particles.

2.1

(2) The force is proportional to the product of charge q1 and the charge q2 on the particles.
2.2

(3) The force is attractive if the charges are of opposite sign and repulsive if the charges have the same sign.
We can conclude that
2.3

where K is the coulomb constant = 9  109 N.m2/C2.
The above equation is called Coulomb’s law, which is used to calculate the force between electric charges. In that equation F is measured in Newton (N), q is measured in unit of coulomb (C) and r in meter (m).
The constant K can be written as

where  is known as the Permittivity constant of free space.
 = 8.85 x 10-12 C2/N.m2

2.2 Calculation of the electric force
القوى الكهربية تكون ناتجة من تأثير شحنة على شحنة أخرى أو من تأثير توزيع معين لعدة شحنات على شحنة معينة q1 على سبيل المثال، ولحساب القوة الكهربية المؤثرة على تلك الشحنة نتبع الخطوات التالية:-

2.2.1 Electric force between two electric charges
في حالة وجود شحنتين فقط والمراد هو حساب تأثير القوى الكهربية لشحنة على الأخرى. الحالة في الشكل Figure 2.2(a) تمثل شحنات متشابهة إما موجبة أو سالبة حيث القوة المتبادلة هي قوة تنافر Repulsive force.


Figure 2.2(a) Figure 2.2(b)

لحساب مقدار القوة المتبادلة نسمى الشحنة الأولى q1 والثانية q2. فإن القوة المؤثرة على الشحنة q1 نتيجة الشحنة q2 تكتب F12 وتكون في اتجاه التنافر عن q2. وتحسب مقدار القوة من قانون كولوم كالتالي:
مقداراً
واتجاها
أي أن القوتين متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه.

كذلك الحال في الشكل Figure 2.2(b)والذي يمثل شحنتين مختلفتين، حيث القوة المتبادلة قوة تجاذب Attractive force. وهنا أيضا نتبع نفس الخطوات السابقة وتكون القوتان متساويتين في المقدار ومتعاكستين في الاتجاه أيضاً.

لاحظ اتجاه أسهم القوة على الرسم.

Example 2.1
Calculate the value of two equal charges if they repel one another with a force of 0.1N when situated 50cm apart in a vacuum.
Solution

Since q1=q2

q = 1.7x10-6C = 1.7C
وهذه هي قيمة الشحنة التي تجعل القوة المتبادلة تساوي 0.1N.

2.2.2 Electric force between more than two electric charges
في حالة التعامل مع أكثر من شحنتين والمراد حساب القوى الكهربية الكلية The resultant electric forces المؤثرة على شحنة q1 كما في الشكل Figure 2.3 فإن هذه القوة هي F1 وهى الجمع الاتجاهي لجميع القوى المتبادلة مع الشحنة q1 أي أن
2.4


ولحساب قيمة واتجاه F1 نتبع الخطوات التالية:-
1) حدد متجهات القوة المتبادلة مع الشحنة q1 على الشكل وذلك حسب إشارة الشحنات وللسهولة نعتبر أن الشحنة q1 قابلة للحركة وباقي الشحنات ثابتة.
2) نأخذ الشحنتين q1&q2 أولا حيث أن الشحنتين موجبتان. إذاً q1 تتحرك بعيدا عن الشحنة q2 وعلى امتداد الخط الواصل بينهما ويكون المتجه F12 هو اتجاه القوة المؤثرة على الشحنة q1 نتيجة الشحنة q2 وطول المتجه يتناسب مع مقدار القوة. وبالمثل نأخذ الشحنتين q1&q3 ونحدد اتجاه القوة F13 ثم نحدد F14 وهكذا.
3) هنا نهمل القوى الكهربية المتبادلة بين الشحنات q2 & q3 & q4 لأننا نحسب القوى المؤثرة على q1.
4) لحساب مقدار متجهات القوة كل على حده نعوض في قانون كولوم كالتالي:-


5) تكون محصلة هذه القوى هي F1 ولكن كما هو واضح على الشكل فإن خط عمل القوى مختلف ولذلك نستخدم طريقة تحليل المتجهات إلى مركبتين كما يلي

F1x = F12x + F13x + F14x
F1y = F12y + F13y + F14y
• مقدار محصلة القوى
(2.5)
• واتجاهها
(2.6)

نتبع هذه الخطوات لأن القوة الكهربية كمية متجهة، والأمثلة توضح تطبيقاً على ما سبق ذكره. انتقل إلى التمارين الاضافية لدراسة الامثلة...........
avatar
elshaer.net

ذكر
عدد الرسائل : 12
العمر : 27
العمل/الترفيه : شاعر
تاريخ التسجيل : 22/01/2009

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: كل سنة وانتوا كتييييييييييير طيبين ومع الشاعر واولى محاضرات الفيزياء

مُساهمة  elshaer.net في الإثنين مارس 09, 2009 3:39 am

يارب المحاضرة تنول اعجابكم ولكن للأسف انا مش عارف أضيف الصور المرفوقة بالشرح ياريت الادمان لو يساعدنا
avatar
elshaer.net

ذكر
عدد الرسائل : 12
العمر : 27
العمل/الترفيه : شاعر
تاريخ التسجيل : 22/01/2009

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: كل سنة وانتوا كتييييييييييير طيبين ومع الشاعر واولى محاضرات الفيزياء

مُساهمة  Abdo-Matrix في الإثنين مارس 09, 2009 5:38 am

الف شكر ويا ريت نكون اصحاااااااااااااب

Abdo-Matrix

ذكر
عدد الرسائل : 1
العمر : 26
العمل/الترفيه : الكورة
تاريخ التسجيل : 09/03/2009

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: كل سنة وانتوا كتييييييييييير طيبين ومع الشاعر واولى محاضرات الفيزياء

مُساهمة  rana في الإثنين مارس 09, 2009 9:21 am

شكرا على المحاضره بجد احنا بنشكرك على تفاعلك وعلى الافاده
وياريت تكون كل المحاضرات بتاته الفيزيا هنا
وبشكرك مره تانيه
تقبل مرورى
avatar
rana
شغال كويس
شغال كويس

انثى
عدد الرسائل : 58
العمر : 26
العمل/الترفيه : طالبه
تاريخ التسجيل : 04/01/2009

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: كل سنة وانتوا كتييييييييييير طيبين ومع الشاعر واولى محاضرات الفيزياء

مُساهمة  ahmed samy في الثلاثاء مارس 10, 2009 8:27 am

شكرا يا احمد على المحاضرة الجامده دى بس المحاضرة التانية مش عاجبانى Very Happy Very Happy Very Happy Very Happy Very Happy

ahmed samy

ذكر
عدد الرسائل : 1
العمر : 27
العمل/الترفيه : مهندس
تاريخ التسجيل : 15/01/2009

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: كل سنة وانتوا كتييييييييييير طيبين ومع الشاعر واولى محاضرات الفيزياء

مُساهمة  Admin في الجمعة مارس 20, 2009 9:21 am

ممكن اساعدك ازاى يا مان انا ممكن اديك مسؤلية الاشراف على المنتدى وانت تقدر تتحكم فى اى حاجه وتعمل النت عايزه اوك
avatar
Admin
Admin

عدد الرسائل : 266
تاريخ التسجيل : 16/09/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://hiet.yoo7.com

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: كل سنة وانتوا كتييييييييييير طيبين ومع الشاعر واولى محاضرات الفيزياء

مُساهمة  elshaer.net في الجمعة مارس 20, 2009 2:26 pm

شكرا على المتابعة وشضكرا على الاهتمام
avatar
elshaer.net

ذكر
عدد الرسائل : 12
العمر : 27
العمل/الترفيه : شاعر
تاريخ التسجيل : 22/01/2009

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى