2 تطبيقات المجالات الكهربائي 12 عام

بسم الله الرحمن الرحيم السلام عليكم ورحمه الله وبركاته طلابنا الاعزاء طلاب الصف الثاني عش عام نستكمل معا شرح الوحده الثانيه وبدايه الدرس الثاني تطبيقات المجالات الكهربائيه في الدرس الثاني سوف نتعرف على طاقه الوضع الكهربائيه في البدايه تذكر ان طاقه الوضع الجاذبيه درسناها سابقا هي الطاقه التي تكتسبها الكتله بسبب وجودها في مجال الجاذبيه هذه الكتله في هذا الموضع تمتلك طاقه وضع جذبيه اذا تحركت الى الاسفل هذا هو الاتجاه الطبيعي لها لذا تقل طاقه وضعها الجاذبيه اما اذا تحركت الى الاعلى نحتاج الى بذل شغل خارجي فتزداد طاقه وضعها الجاذبيه فطا الوضع الجاذبيه تقل كلما قل ارتفاع الجسم بالنسبه للارض والارض هنا هي نقطه المرجع الذي يتم قياس طاقه الوضع الجاذبيه بالنسبه لها وبالعكس اذا ارتفعت عن الارض تزداد طاقه الوضع الجاذبيه لها بالنسبه الى المستوى المرجعي اللي هو الارض نفس الشيء ينطبق على الشحنه ولكن هنا نتحدث عن مجال الجاذبيه هنا نتحدث عن المجال الكهربائي فطا الوضع الكهربائيه هي الطاقه التي تكتسبها الشحنه بسبب موضعها في مجال كهربائي هذه الطاقه قد تزداد وقد تقل ولكن انتبه هنا الشحنات هنا قد تكون موجبه وقد تكون سالبه لاحظ هنا من هذه الصوره الشحنه هنا موجبه وهنا شحنه الارض هنا شبهها بشحنه سالبه لكي تبتعد الشحنه الموجبه عن السالبه هذا لا يحدث تلقائيا لذا نحتاج الى بذل شغل خارجي لذا زادت طاقه الوضع الكهربائي ف التغير في طاقه الوضع الكهربائيه يعتمد على نوع الشحنات كما سوف في البدايه دعونا نتفق على هذا المبدا عندما تبذل الشغل الشحنه شغلا تقل طاقه الوضع الكهربائي متى تبذل الشغل الشحنه شغلا اذا تحركت في الاتجاه الطبيعي لها وعندما يكون الشغل المبذول خارجي تزداد طاقه الوضع الكهربائيه متى يكون الشغل المبذول خارجي اذا تحركت الشحنه في عكس الاتجاه الطبيعي لها مثال لدينا هنا شحنتان موجبتان ما الطبيعي لهما الطبيعي لهما ان الشحنات تبتعد عن بعضها البعض بسبب قوه التنافر فبالتالي هنا اذا ابتعدت هذه الشحنه هنا لا نحتاج الى شغل خارجي الشغل هنا ناشئ من المجال نفسه فهذا هو الطبيعي للشحنه لذا نقول تقل طاقه الوضع الكهربائي اما عند تقريب شحنه موجبه من شحنه موجبه للتغلب على قوه التنافر بين الشحنتين نحتاج الى بدل شغل خارجي هذا الشغل الخارجي يعمل على ماذا على زياده طاقه ال الوضعه الكهربائيه للشحنه ايضا بهذا المثال ما الطبيعي هنا الطبيعي هنا ان تتجاذب الشحنه السالبه والموجبه فلو اقتربت الشحنتين معا هنا تقل طاقه الوضع الكهربائيه اما لابعاد الشحنتين عن بعضهما البعض نحتاج الى بذل شغل خارجي يؤدي الى زياده طاقه الوضع الكهربائي هنا في هذا المثال اذا ابتعدت الشحنه السالبه هذا غير طبيعي نحتاج الى شهر خارجي لذا عندما تبتعد الشحنه البه عن الشحنه الموجبه تزداد طاقه الوضع الكهربائي لان الشغل المبذول خارجي اما لكي تقترب الشحنه السالبه من الموجبه هذا هو الطبيعي التجاذب فهنا الشحنه هنا هي التي بدلت شغل فبالتالي تقل طاقه وضعها الكهربائيه لاحظ ان التغير في طاقه الوضع الكهربائيه يعتمد على الشحنه الكهربائيه في هذا الرسم انتبه هنا لدينا شحنه سالبه وشحنه موجبه الشحنه السالبه والموجبه الطبيعي لهما هو التجاذب اذا اردنا ان نبعد الشحنه الموجبه عن السالبه لاحظ ان الشغل هنا مبذول بواسطتك شغل خارجي فبالتالي لابعاد الشحنتين عن بعضهما ينتج يزداد طاقه الوضع لنظام وبالتالي ينشا هنا ما يسمى بفرق الجهد الموجب اما هنا لدينا شحنه موجبه وشحنه سالبه لكي تقترب الشحنه الموجبه من السالبه لا نحتاج الى شغل خارجي هذا هو الطبيعي فالشغل المبذول هنا بواسطه ماذا بواسطه الشحنه لذا ينتج ينخفض الطاقه وينخفض الجهد ونحصل على ما يسمى بفرق الجهد السالب ففرق الجهد الموجب متى ينشا عندما تتحرك الشحنات في عكس الاتجاه الطبيعي اي بدلنا شغل خارجي اما فرق الجهد السالب عندما تتحرك الشحنات في الاتجاه الطبيعي لها اي الشحنه هي التي ما المقصود بفرق الجهد فرق الجهد هو الشغل المبذول لتحريك شحنه اختبار موجبه بين نقطتين مقسوما على شحنه الاختبار القانون القانون من التعريف نحن ذكرنا الشغل دبليو مقسو على هذه الشحنه على كيو داش لاحظ انتبه هنا للوحدات وح قياس الشل البلو طبعا هو الشغل وحده قياسه جول الشحنه كما تعلم وحده قياسها كولوم اذا وفرق الجهد وحده قياسه الرمز في اللي هو فولت لاحظ من هنا من هذا القانون الفولت يكافئ جول على الكولوم فوحده قياس فرق الجهد هو الفولت وانتبه الفولت يعادل جول على الكولوم انتبه للوحدات التي تعادل الفولت قد ياتي السؤال في الامتحان على ذل عندما تدفع شحنتان مختلفتان بعيدا عن بعضهما البعض هل تبذل شغل ام هذا هو الطبيعي طالما شحنتان مختلفتان الطبيعي لهم هما التجاذب لدفعهم عن بعضهم البعض ماذا ينشا يزداد الجهد الكهربائي وينشا ما يسمى بالجهد الموجب فهنا الموجب والسالب الطبيعي لهما يقتربان فهنا جهد منخفض لابعادهم عن بعض نحتاج الى بذل شغل خارجي فيكون هذا الجهد مرتفع اما عندما تدفع شحنتان متشابهتان بعيدا عن بعضهما التلقائي لهما طالما الشحنات متشابهه تتنافر تبتعد عن بعضها وبالتالي لا نحتاج الى بذل شغل خارجي الشحنات هي التي تبذل شغل لذا تقل طاقه الوضع ويقل الجهد الكهربائي كمثال شحنه موجبه مع شحنه موجبه بعيدين عن بعضهم البعض هذا هو الطبيعي فيكون جهد منخفض اما شحنه موجبه وشحنه موجبه قريبين من بعضهم البعض طبعا ل تقريبهم من بعضهم البعض نحتاج الى شغل خارجي فيزداد الجهد الكهربائي ونحصل على جهد مرتفع لاحظ هنا لا يعتمد فرق الجهد بين نقطتين على شكل المسار كيف سواء حركنا الشحنه هنا ب مثلا تحركت من هذا الموضع حتى تصل له هذا الموضع سواء تحركت في خط مستقيم سواء تحركت في مسار منحني سواء تحركت الى في مسار منحني اخر فرق الجهد اللي هو الدلتا في فقط يعتمد على ماذا يعتمد على نقطه النهايه ونقطه البدايه لا يعتمد على شكل المسار فقط يعتمد على نقطتين نقطه البدايه ونقطه النهايه يتم قياس الجهد الكهربائي دائما بالنسبه لنقطه مرجعيه كيف بنقطه مرجعيه كما ذكرنا في طاقه الوضع الجاذبيه لو ذكرنا مثلا ان المرجع لنا هو الصفر فلو لدينا نقطتين والنقطه ب النقطه بالنسبه للصفر مثلا جهدها 30 فولت والنقطه ب جهدها بالنسبه للصفر وليكن 50 فولت اذا كم يكون فرق الجهد بينهما فرق الجهد بينهما 50 ناقص 30 هيساوي 20 فولت طرحنا فرق الجهد هو طرح الجهد من بعضهما البعض اذا غيرنا المرجع هذا هو المرجع للقياس كان صفر فولت اذا كان المرجع لنا وليكن المرجع لنا هو 20 فولت هنا لاحظ هنا 30 تزيد عن المرجع النقطه ايه تزيد عن المرجع بمقدار 30 فلو كان المرجع 20 جهد النقطه اي سوف يتغير ويصبح كم فولت 50 فولت اما جهد النقطه بالنسبه للمرجع الجديد 20 هيكون كم فولت 70 فولت ولكن انتبه هنا فرق الجهد لن يتغير 70 ناقص 50 ايضا فرق الجهد هيكون 20 فولت اذا تغير المرجع ما الذي يتغير يتغير الجهد ولكن لا يتغير فرق الجهد وهنا فرق الجهد لا يعتمد على النقطه المرجعيه فقط الجهد هو الذي يعتمد على النقطه المرجعيه هناك مفهوم يسمى بسطح متساوي الجهد ماذا نعني بهذا المفهوم سطح متساوي الجهد اي ان القيم جميعها لها نفس الجهد الكهربائي ماذا نعني بان لها نفس الجهد الكهربائي اي ان فرق الجهد بين النقطتين طالما متساويين هيساوي صفر لدينا حالتين اذا كان لدينا شحنه نقطيه متى يكون الجهد ثابت اذا لم ابتعد ولم اقترب مع الشحنه اذا كيف يكون شكل سطح تساوي الجهد بالنسبه للشحنه يكون عباره عن دوائر حول الشحنه كما ترى اما هنا في هذا المجال الذي له خطوط في نفس الاتجاه نسميه مجال منتظم طبعا هنا في الشحنه سوف يكون عباره عن ماذا عباره عن دائره حول الشحنه اما بالنسبه للمجال المنتظم لاحظ هنا الشحنه الموجبه ما الطبيعي لها ان تتحرك مع المجال هذا هو الطبيعي لا نحتاج الى بذل شغل الخارجي لذا اذا تحركت مع المجال ماذا يحدث تقل طاقه وضعها الكهربائي اما اذا تح حركت متعامده على المجال لم يتغير موضعها بالنسبه للمجال هذا الخط العمودي على المجال يسمى سطح تساوي الجهد فبالنسبه للشحنه يكون سطح تساوي الجهد عباره عن ماذا دائره حول الشحنه اما بالنسبه للمجال المنتظم يكون سطح تساوي الجهد هو خط عمودي على ماذا خط عمودي على المجال الكهربائي وسطح تساوي الجهد متعامد على المجال سواء كان شحنه او كان مجال منتظم هنا انتبه جيدا لهذه المقارنه في هذه المقارنه نقارن ما بين المجال المنتظم والمجال الغير منتظم في الدرس الاول تعرفنا على مجال الشحنه النقطيه ولاحظ اللي هو كان بيتحدد من العلاقه كي كيو على ار تربيع لاحظ هنا كلما اقتربت من الشحنه كلما تقاربت خطوط المجال فيكون مجال هنا الي اكبر اما كلما ابتعدت عن الشحنه لاحظ هنا تتباعد خطوط المجال فيكون الاي اقل هذا المجال الذي تتغير شدته ويكون في جميع الاتجاهات نطلق عليه مجال غير منتظم في هذه في هذا الدرس سوف نتعرض للمجال المنتظم ماذا نعني بالمجال المنتظم لاحظ هنا المسافه بين الخطوط لم تتغير ثابته وخطوط المجال ثابته اي ان خطوط المجال في نفس الاتجاه انتبه هنا جميع هذه الن نقاط لو اخترت عده نقاط اي وبي وسي جميعها لها نفس المجال اي اي هو نفسه اي بي هو نفسه اي سي كيف نحدد المجال المنتظم من هذه العلاقه الاي كما تعلم هو المجال ووحده قياسه نيوتن على الكولوم الدلتا في كما درسناه من القانون السابق فرق الجهد ووحده قياسه الفولت الدي هو المسافه قاس بوحده المتر يمكن كتابه هذا القانون بشكل الدلتا في هتساوي اي دي في القانون السابق استنتجنا ان الفولت يكافئ من دبليو على كيو يكافئ جول على الكولوم من هذا القانون لاحظ المجال نيوتن على كولوم والازاحه متر اذا وحده اخرى للفولت تكافئ نيوتن في متر على الكولوم هذا هو الفرق ما بين المجال المنتظم والمجال الغير منتظم بعض التمارين كما تعودنا اكتب معطياتك انتبه هنا اولا نيوتن على الكولوم ماذا يمثل هذا الرقم يمثل المجال الكهربائي ق اي اي رقم جنبه نيوتن على الكولوم هو المجال الكهربائي تبعد الصفيحتان عن بعضهما مسافه صفر 05 طبعا هنا 0.5 مسافه المسافه قد تكون دي او قد تكون اار في المجال المنتظم هنا دي كيف عرفنا انه مجال منتظم طالما المجال ناشئ عن صفيحتين فلزين احدهما بيكون مشحون بشحنه موجبه والاخرى مشحونه بشحنه سالبه تنشا بينهما خطوط المجال متوازيه بهذا الشكل هذا هو مثال على المجال المنتظم كما سندرسه ان شاء الله في درس المكثف فهنا في المجال المنتظم عبر عن المسافه بدي 0.05 متر ما فرق الجهد بينهما نريد حساب فرق الجهد اذا نعوض في العلاقه مباشره الدلتا في تساوي اي دي الاي هنا هو 6000 ضرب 0.05 نحصل على فرق الجهد ب 300 فولت السؤال الثاني يقرا فولتميتر انتبه هنا 400 فولت الفولتميتر يقيس فرق الجهد او الرقم اللي موجود جنب فولت هو الدلتا في فولت عبر صفيحتين ايضا متوازيتين مشحونين تبعدان عن بعضهما مسافه المسافه في المجال المنتظم ارمز لها بالرمز دي اللي هو المجال الناشئ عن صفيحتين متوازيتين اما في المجال الغير منتظم ارمز لها بالرمز ار فهنا 0.20 م ما المطلوب ما مقدار المجال الكهربائي بينهما وهو مجال منتظم شدته ثابته اذا نعوض في نفس القانون الدلتا في تساوي اي في دي طبعا الدلتا في هنا 400 الاي مجهول ضرب 0.020 بالقسمه الطرفين على 0.20 نحصل على المجال 2.0 في 10 اس ا ضع وحده القياس نيوتن على الكلوم تستطيع كتابه هذا القانون بشكل مثلث يكون طبعا الاي والدي مضروبين في بعض وبينهم الدلتا في فمباشرة 0.2 متر اذا كانت شده المجال الكهربائي هنا نيوتن على الكولوم هو الاي هيساوي 2.50 في 10 اس 3 نيوتن على الكولوم نعوض تعويض مباشر في القانون الدلتا في تساوي اي في دي نضرب مباشره الاي ضرب الدي نحصل على فرق الجهد بين هاتين النقطتين يكون طبعا بوحده الفولت 500 فولت السؤال 24 هنا عندما تطبق فرق جهد فرق الجهد هو دلتا في بين صفيحتين فلزين متوازيتين هنا لاحظ نيوتن على الكولوم هو المجال المطلوب هنا بعد الصفيحتين عن بعضهما اللي هو الدي نفس القانون او يمكنك من المثلث الذي رسمناه منذ قليل كانت الدي تحت هتساوي دلتا في على الاي او عوض مباشره في القانون الدلتا في ساوي اي دي بالتعويض الدلتا في 125 تساوي الاي 4.25 في 10 اس 3 ضرب الدي نقسم الطرفين على المضروب في الدي اللي هو 4.25 في 10 اس 3 نحصل على الدي 0.0 29 متر اذا ارادها طبعا بالسنتي لو كان في الاختيارات احيانا يطلبها منك بالسنتي فلل التحويل من متر الى سن من سن الى متر نقسم على 100 اما من متر الى سن نضرب في 100 فلو ضربنا هذا الرقم في 100 هيكون النتيجه 2.9 سنم اذا كان في الاختيارات سنتيمتر سؤال 25 تحدي قمت بتطبيق فرق جهد هنا لدينا الدلتا ب وهنا الدي يريد حساب الاي ف التعويض مباشر في القانون الدلتا في تساوي اي دي هنا الدلتا في 200 75 تساوي الاي ضرب 0.35 بقسمه الطرفين على 0.35 نحصل على الايه 786 نيوتن على الك مثال الشغل طبعا هنا قانون الشغل الذي درسناه هو بيربطوا بالدلتا في الدلتا في تساوي دبليو على كيو فهنا اعطانا تبعد الصفيحتين المتوازيتين المشحون التين عن بعضهما مسافه هنا الدي ولكن انتبه هنا الدي بالسنتيمتر لذا هنقسم على 100 لتحويلها الى متر فهتكون 0.015 يجب ان تكون المسافه بالمتر واعطانا هنا مقدار المجال الكهربائي اللي هو الاي 1800 نيوتن لكل كولوم المطلوب هنا جد فرق الجهد طبعا بالتعويض المباشر في القانون الدلتا في هتساوي اي ضرب الدي نضرب مباشره شره ولكن انتبه لا تنسى التحويل وقسمنا على 100 نحصل على الدلتا في 27 فولت السؤال الثاني احسب الشهل الشغل يعتمد على الدلتا في ويعتمد على الكيو اين الكيو هنا انتبه هنا اعطانا الكيو بروتون وانت تعلم ان شحنه البروتون 1.6 ضرب 10 اس سالب 19 كولوم فبالتالي هنا بالتعويض المباشر في القانون دلتا في تساوي دبليو على كيو الدلتا في حصلنا عليها من الجواب ايه 27 الدبليو مجهول الكيو هنا شحنه البروتون 1.6 ض 10 اس سال 19 بضرب الرقمين في بعضهما نحصل على الشغل مقاسا بوحده الجول فيكون الشغل الناتج 4.32 في 10 اس سالب 18 جول سؤال اخر ما الشغل المبذول نريد حساب الشغل دبليو على شحنه تبلغ انتبه هنا السي اللي هو الكولوم كيو 3.0 كولوم وهنا اعطانا فرق الجهد اللي هو الدلتا في 1.5 فولت بالتعويض في القانون بشكل مباشر الدلتا في هتساوي دبليو على كيو عوض عن الموجود الدلتا في نعوض عنها 1.5 الدبليو مجهول الكيو هنا ثلا ضرب 3 ض 1.5 نحصل على الشغل 4.5 جول سؤال 27 لاحظ هنا اعطانا رسم انتبه هنا للمعطيات اعطانا فرق الجهد بالفولت ولكن اعطانا المسافه بينهما السنتيمتر فطبعا لازم نقسم على كم على 100 اذا طلب اتجاه المجال المجال هنا سوف يكون للاسفل لان المجال يتجه من ماذا من الموجب الى السالب وهذا المجال مجال منتظم لحساب الاي نرجع للقانون السابق اللي هو الدلتا في بتساوي ايدي يمكن حساب الا بقسمه دلتا في على دي التعويض المباشر الدلتا في 5 في ع اس ا تساوي الاي ضرب 2.4 ولكن قسمناها على 100 بقسمه الطرفين على الناتج من هذا الرقم 2.4 في هو 024 نحصل على المجال 2.8 في 10 اس ا نيوتن لكل كولوم اذا عرفت وحدات القياس تستطيع بسهوله جدا اختيار القانون المس سؤال اخر السؤال 28 يمر الالكترون كما تعرف الالكترون هو شحنته طبعا سالبه تساوي سالب 1.6 في 10 اس سالب 19 كولوم من خلال فرق جهد لدينا هنا الدلتا في ما مقدار الشغل يريد حساب الدبليو نكتب علاقه التي تربط بين الدبليو والدلتا في والكيو اللي هي دلتا في تساوي دبليو على كيو بالتعويض عن الدلتا في 18 الدبليو مجهول الكيو شحنه الالكترون بضرب الرقمين في بعضهما لان الدبليو هو دلتا في ضرب كيو نحصل على الشغل 2.88 في 10 اس سالب 15 جول مثال اخر المجال الكهربائي في مسارع جسيمات له مقدار طبعا هذا الرقم وحده قياسه ماذا ن على الكولوم اذا ماذا يمثل يمثل الاي المطلوب هنا الشغل الدبليو مجهول لتحريك ماذا بروتون اذا الشحنه لدينا 1.6 ضرب 10 اس سالب 19 كولوم المسافه دي تساوي طبعا 25 سم اقسمها على 100 هتكون 0.25 متر طبعا هنا ما المطلوب الشغل اذا كتبنا قانون الشغل دلتا في تساوي دبليو على كيو هل اعطانا هنا الدلتا في لا ولكن انتبه الدلتا في ماذا تساوي اي ضرب دي فيمكن كتابه القانون بهذا الشكل اي ضرب دي اللي هو عوضنا عن فرق الجهد هنا عوضنا عنه باي ضرب دي من القانون السابق فاي ضرب دي الاي 4.5 في 10 اس 5 ضرب الدي 0.25 تساوي دبليو على الكيو اللي هي شحنه البروتون حصلنا على الدب فهنا دمجنا القانونين مع بعضهما البعض لدينا الدلتا في تساوي اي دي ولدينا الدلتا في تساوي دبليو على كيو اذا كلاهما يساوي الدلتا في اذا نستطيع ان نقول في هذا المثال ان اي في الدي هي نفسها دبليو على كيو او احسب الدلتا في من القانون الاول ثم عوض في القانون الثاني او استخدم معادله واحده كما تحب سؤال 30 تحدي بطاريه سياره جهدها طبعا المقصود بالجهد هنا هو فرق الجهد 12 فولت مشحونه بشحنه اعطانا الشحنه اللي هي الكيو من الشحنه القابله للاستخدام على سطح واحد عندما تكون مشحونه تماما فيها كامل هذه الشحنه ما مقدار الشغل الذي يمكن لهذه البطاريه باذله قبل ان تحتاج الى تزويدها بالطاقه بالتعويض في نفس القانون الدلتا في تساوي دبليو على كيو تعويض الدلتا في 12 الدبليو مجهوله الكيو هنا 1.44 في 10 اس 6 بضرب الرقمين في بعضهما نحصل على الشغل 1.73 في 10 اس 7 جول سؤال اخر اي من التالي ليس من وحدات قياس فرق الجهد قياس فرق الجهد ذكرنا الوحده الاساسيه اللي هي الفي اللي هي الفولت من قانون دبليو على كيو تعادل ماذا جول على الكولوم من قانون اي ضرب دي تعادل نيوتن في متر على الكولوم هنا يقول ليست من وحدات قياس فرق الجهد الفولت موجود الجول على الكولوم موجود نيوتن في متر على كولوم موجود اذا الكولوم على الجول هي الاجابه التي ليست من وحدات قياس فرق ال جد اي من العلاقات التاليه صحيحه للمجال الكهربائي قد يطلب منك في الامتحان ترتيب العلاقه انت تعرف العلاقه بهذا الشكل الدلتا في تساوي اي ضرب دي يمكنك وضع هذه العلاقه في شكل مثلث هنا في المثلث انتبه فقط الكميات المضروبه في بعضها بتكون موجوده تحت اي والدي مضروبين في بعض اذا الدلتا في تكون في الاعلى هنا ما المطلوب المطلوب المجال الكهربائي فالاي من هذا المثلث ماذا تساوي تساوي دلتا في على دي اللي هي الاجابه ب السؤال هنا ماذا يطر على طاقه الوضع الكهربائيه للشحنه كيو 1 عندما تقل المسافه قبل ان حل هذا السؤال انتبه هذه الشحنات من النوع نفسه موجب مع موجب الطبيعي لهم ان ده الطبيعي ان هم يتنافر مع بعض السؤال هنا طلب ماذا طلب تقل المسافه بينهم هل يمكن تقريب المسافات تلقائيا بين الشحنات ام نحتاج الى شغل خارجي نحتاج الى شغل خارجي لان الطبيعي لهم التنافذ فطالما احتجنا الى شغل خارجي اذا تزداد طاقه الوضع الكهربائي كما تحدثنا اذا كان الحركه في الاتجاه الطبيعي تقل طاقه الوضع اما اذا كانت الحركه في عكس الطبيعي نحتاج شغل خارجي فتزداد طاقه الوضع الكهربائي شكرا لكم والسلام عليكم ورحمه الله وبركاته