تساؤلات فى الكهرباء

[عمرو سيد]

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

هذا الموضوع كتبته ليكون مخصص للتساؤلت الكثيرة حول الكهربية والمغناطيسية التى تشمل أهم 3 فصول فى المنهج .

بداية :


التيار الكهربى : هو فيض من الالكترونات الحرة التى تسرى خلال الموصل من الطرف السالب الى الطرف الموجب لبطارية .


اتجاه التيار الكهربى يكون من الطرف الموجب الى الطرف السالب .

السؤال : اذا كانت اللالكترونات تتحرك من الطرف السالب الى الموجب فكيف يكون اتجاهها من الموجب الى السالب ؟

=================================== =====

السؤال الثانى :

تقدر كمية الكهرباء بالكولوم . فما هو ؟ ( يعنى هل هو عدد من الالكترونات مثلا ؟ )

=================================== =====

السؤال الثالث :

ما هو الجهد الكهربى ؟ ( الجهد وليس فرق الجهد )

=================================== =====

السؤال الرابع :

لماذا لا تقل شدة التيار بعد مرورة بالمقاومات فى الدائرة الكهربية ؟

=================================== =====

هذه بداية وان شاء الله أستكمل بعد الاجابة

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

مرحبا عزيزي عمرو

وان شاء الله ساجاوبك على اسئلتك

السؤال الاول
نحن نعلم ان التيار الكهربي هو عبارة عن حركة الشحنات وهذه الشحنات اما موجبة او سالبة ولكن في حالة الاسلاك النحاسية المستخدمة تكون حاملات الشحنة هي الالكترونات وفي المواد اشباه الموصلات من النوع P-type تكون حاملات الشحنة هي الفجوات الموجبة

باختصار اتفق العلماء على ان يحددوا اتجاه التيار الكهربي في اي دائرة كهربية بغض النظر عن نوع ناقلات الشحنة باتجاه حركة الشحنة الموجية وسمي ذلك بالتيار الاصطلاحي

وتذكر ان التيار الكهربي كمية قياسية ولا اتجاه لها انما هو اصطلاح لتتبع مسار التيار الكهربي في الدائرة


السؤال الثاني الشحنة الكهربية لجسم هي مقياس لمقدار الكهرباء التي يمتلكها الجسم، مثل كتلة الجسم عندما نتعامل مع الجاذبية الأرضية، ولكن الشحنة إما أن تكون موجبة أو سالبة. وعلى المقياس الذري الشحنة التي يمتلكها جسم ما هي عدد صحيح من الالكترونات. وتقاس الشحنة بوحدة الكولوم اذا الكولوم هو مقدار هذه الشحنة

السؤال الثالث الجهد الكهربي هو مقدار الجهد بالمقارنة بنقطة جهدها صفر بمعنى انه لا يوجد جهد كهربي انما فرق جهد كهربي مثل فرق طاقة الوضع واذا قلنا طاقة الوضع لجسم ما هي 10 جول بالنسبة لسطح البحر فهذا يعني اننا افترضنا ان مستوى سطح البحر يكون نقطة مرجعية طاقتها تساوي صفر (مع العلم ان هذا مجرد افتراض لا طاقة الوضع للارض تحسب من مركزها)


السؤال الرابع
اضف مقاومة زيادة على الدائرة وسوف يقل التيار الكهربي هذا اذا فهمت سؤالك صح

يعني ان التيار الكهربي في دائرة من حلقة واحدة متصلة على التوالي يكون التيار الكهربي فيها ثابتا والذي يتغير هو فرق الجهد على كل عنصر من عناصر الدائرة الكهربية، ويمكن تشبيه ذلك بانبوبة ماء مختلفة في مساحة مقطعها وتعمل مضخة على تحريك الماء بها فستجد ان تدفق الماء فيها ثابت.

ارجو ان تكون الاجابات هي المطلوبة ومرحبا باي استفسارات اضافية

تحياتي

[عمرو سيد]

اعتقد ان جميع الاجابات السابقة تدور حول موضوع واحد يحتاج الى تفسير وهو ( الشحنة الكهربية ) :

1 - هل الشحنة الكهربية كمية نميز بها الجسيم مثل الكتلة أو الطول ؟ أم انها الجسيمات نفسها ( الكترونات أو بروتونات ) ؟

2 - اذا كان الالكترون هو حامل للشحنة فهل يمكن فصل الشحنة عنه ؟

3 - من خلال اجابة السؤال الثانى : هل الكولوم هو عدد معين من الالكترونات ؟

4 - بالنسبة لاجابة السؤال الثالث : اظن انها اجابة لكيفية حساب الجهد ولكن السؤال الاصلى هو عن ماهية الجهد الكهربى أصلا ( هل هو طاقة مثلا ) ؟


أما اجابة السؤال الرابع فهأجل مناقشتها حتى تتم اجابة الاسئلة الجديدة . ربما تتضح المسألة .

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

مرحبا عمرو

كما في الميكانيكا الكتلة والطول والزمن كميات فيزيائية اساسية لهذا العلم فعلم الكهرباء نضيف له الشحنة الكهربية ككمية فيزيائية اساسية

وبالتالي الاجابة على السؤال الاول نعم الشحنة الكهربية كمية نميز بها ................

__________________________________

الالكترون هو اصلا شحنة ولا يمكن فصل الالكترون عن شحنته كما في المغناطيس هل يمكن ان نفصل المغناطيسية عن مغناطيس او نفصل الكتلة عن جسم

________________________________

نعرف ان شحنة الالكترون هي اصغر شحنة يمكن ان نحصل عليها وتساوي 1.6x10E-19 كولوم اي ان الكولوم وبالتالي نستطيع ان نحسب كم الكترون موجود في الكولوم او لشحن جسم ما بشحنة مقدارها 1 كولوم نحتاج الى عدد من الالكترونات ويساوي 6 وامامها 18 صفر

__________________________________


بالنسبة للسؤال الرابع غالبا نحن نعرف الكميات الفيزيائية من خلال الطريقة التي نقيسها بها مثل المجال الكهربي هو مقدار القوة المؤثرة على وحدة الشحنات وهكذا الحال بالنسبة للجهد الكهربي


بانتظار باقي الاسئلة وربنا يوفقك وهذا يدل على اصرارك على فهم الامور الفيزئية بشكل جيد قبل تقبلها وحفظها كما هي

تحياتي

[عمرو سيد]

اجابات مقنعة جدا

والآن مع اسئلة جديدة :

1 - فى ملزمة الاستاذ رجب : " عند توصيل سلك معدنى بقطبى عمودى كهربى فان الالكترونات الحرة الموجودة فى ذرات السلك تتنافر مع القطب السالب للعمود الكهربى وتتحرك جميعها فى اتجاه واحد نحو القطب الموجب له "
السؤال هو : كيف تتحرك الالكترونات فى اتجاه واحد اذا كانت تتنافر مع بعضها ؟

2 - ياريت لو حضرتك تعطى شرح أكثر عن الجهد وفرق الجهد بين نقطتين ( أى معلومات بدون اختصار ) وأيضا كيف يوجد فرق جهد داخل البطارية نفسها ؟

أنا آسف لو كنت أزعجتك يا دكتور .. لكن ديه اخر سنة ومحتاج احافظ على اى درجة ممكن تضيع منى علشان اقدر ادخل كلية علوم باذن الله

فى انتظار الرد

[رجب مصطفى]

متأخر كالعادة بس والله بسبب بعض المشاكل في النت

أنا أسف يا أخ عمرو

بس الله ينور يا د / حازم

جاري توضيح بعض الأمور والأسئلة بطريقتي

[رجب مصطفى]

أسف علي التأخير ...


1 - فى ملزمة الاستاذ رجب : " عند توصيل سلك معدنى بقطبى عمودى كهربى فان الالكترونات الحرة الموجودة فى ذرات السلك تتنافر مع القطب السالب للعمود الكهربى وتتحرك جميعها فى اتجاه واحد نحو القطب الموجب له "
السؤال هو : كيف تتحرك الالكترونات فى اتجاه واحد اذا كانت تتنافر مع بعضها ؟

وذلك لأن الإلكترونات الحرة الموجودة في الموصل المعدني المعزول ( سلك نحاس مثلاً ) تتحرك حركة عشوائية تشبه حركة جزئيات الغاز المحبوس في إناء وليس لها حركة محصلة في إتجاه معين .
فلو تخيلنا مثلاً مستوي يقطع السلك عمودياً فإننا نجد أن معدل مرور الإلكترونات خلال السلك من جهة اليمين لليسار يساوي معدل مرور الإلكترونات من اليسار لليمين وبالتالي يكون المعدل النهائي يساوي صفراً .
أما عندما يوصل هذا السلك ببطارية فإنه ينشأ عن ذلك مجال كهربي عند كل نقطة داخل السلك . وبالتالي يؤثر هذا المجال في الإلكترونات بقوة فيكسبها طاقة حركية تجعلها تتحرك في الإتجاه المُعاكس لإتجاه المجال أي إلي القطب الموجب هذا من جهة ومن الجهة الأخري لأنها تتنافر مع القطب السالب للبطارية ( إتجاه المجال الكهربي من الموجب إلي السالب )
وعندئذ نقول ان تيار كهربي قد نشأ في السلك .
وإذا كان التيار عبارة عن حركة الشحنات السالبة ( الإلكترونات ) فإن إتجاه التيار يُضاد إتجاه حركة الإلكترونات .
وهذا هو الإتجاه الإصطلاحي ... أو بالمعني العامي ... الإتجاه المتفق عليه للتيار الكهربي ( إتجاه الشحنات الموجبة ) .
- كيف تتحرك الالكترونات فى اتجاه واحد اذا كانت تتنافر مع بعضها ؟
فأنا أعتقد أنه لكون الألكترونات حرة الحركة في الموصل فإنه يسهل التأثير عليها بأقل جهد بغض النظر عن قوي التنافر بينها .

[عمرو سيد]

شكرا استاذ رجب على المجهود الرائع والمفيد

والان لم يبق الا : شرح أكثر عن الجهد وفرق الجهد بين نقطتين ( أى معلومات بدون اختصار ) وأيضا كيف يوجد فرق جهد داخل البطارية نفسها ؟

[رجب مصطفى]

أما فرق الجهد الكهربي ( معلومات مبسطة بدون أي إختصارات ) :
فإذا وضعنا شحنةٍ ما (q) عند نقطة ما في مجال كهربي شدته (E) فإنها ستتأثر بقوة مقدارها (F) تُعطي من العلاقة :
F=qE
ولتحريك هذه الشحنة بين نقطتين إختيارتين في المجال الكهربي ( وليكن من نقطة مثل A إلي نقطة مثل B ) فإنه يجب بذل مقدار من الشغل (W) .
ويُعرف فرق الجهد بين النقطتين بأنه النسبة بين الشغل المبذول (W) من A إلي B والشحنة التي حُرِكت من A إلي B أي أن :
V ( B ) – V ( A ) = W / q
وإذا فُرضَ أن النقطة A ( والتي تُختار عادة بحيث تكون ) بعيدة بُعداً كبيراَ جداً ( لا نهائي ) عن عن كل الشحنات ( وبالتالي المجال المُصاحب لهذه الشحنات ) فإنه يمكن إعتبار أن الجهد الكهربي عند A مساوياً للصفر
وعليه فإن فرق الجهد بين النقطتين A و B يُمثل الجهد عند النقطة B .
ولقد أُصطلح علمياً أن يكون جهد الأرض صفراً وبذلك يُصبح الجهد عند أي نقطة هو فرق الجهد بين هذه النقطة والأرض .
وفي حالة المصدر الكهربي ( البطارية ) :
فإنه يجب علي المصدر الكهربي أن يكون قادراً علي عمل شغل علي حاملات الشحنة التي تدخل إليه . فمثلاً في مسار المغلق فإن المصدر ( البطارية ) يعمل علي تحريك الشحنات الموجبة من نقطة ذات جهد منخفض ( القطب السالب ) خلال المصدر إلي نقطة ذات جهد مرتفع ( القطب الموجب ) .

تصبحون علي خير

[ALBEDIWY]

بارك الله فيكم جميعا دكتور حازم . الاستاذ رجب و الأخ عمرو
اعتقد ان جميع الاجابات شافيه و لكن لى أضافه بسيطه عن
تعريف الجهد الكهربى و يعرفباختصار انه " حاله الموصل الكهربائيه التى تبين انتقال الكهرباء منه او اليه"

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

حياك الله عزيزي رجب على هذه الاجابات الرائعة

وشكرا لك من ساهم في اثراء الموضوع بالنقاش

تحياتي

[عمرو سيد]

شكرا لك دكتور حازم واستاذ رجب و البيدوى

الحقيقة انا زعلان جدا لأنى حتى الان مش فاهم فرق الجهد !

انا قرأت جميع التوضيحات وكتاب المدرسة وكتاب المدرسة للصف الاول بالاضافة الى شرح الاستاذ والكتاب الخارجى !

عمرى ما تصورت انى بالغباء ده كله


على العموم ... الحمد لله ذاكرت القوانين وحليت نسبة من المسائل وان شاء الله هاكملها .

وهذا الموضوع مستمر للمغناطيسية باذن الله

تحياتى للجميع

[رجب مصطفى]

علي الرحب والسعة يا عمرو

معليش أنا متأخر في الردود كالعادة بسبب النت

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

موضوع الجهد وفرق الجهد خضنا فيه نقاش طويل واذكر ان الاخ رشوان والاخ عزام شاركا في هذا الحوار

وقد تم فيه الخوض في كل الاستفسارات التي طرحتها حول الجهد وفرق الجهد

تحياتي

[عمرو سيد]

ياريت يا دكتور لو تعطينى رابط الموضوع لأنى بحثت عنه ولم أجده

وسؤال فى المغناطيسية :

- ما هى النفاذية المغناطيسية للوسط ؟ وكيف يتم حسابها ؟

[رجب مصطفى]

http://up.phroon.com/file4/besm3ix5hb313.jpg

تتعدد تعاريف النفاذية المغناطيسية حسب الظاهرة الفيزيائية موضع التجربة : فيمكن تعريفها علي أنها " قدرة الوسط علي إنفاذ خطوط الفيض المغناطيسي " .
أو أنها " الزيادة النسبية أو النفصان النسبي في شدة المجال المغناطيسي داخل المادة مقارنةً بالمجال المغناطيسي الموضوع به المادة " .
أو أنها " درجة مغنطة المادة التي تتأثر خطياً مع المجال المغناطيسي المُسلط عليها " .
أو أنها " ثابت التناسب بين الحث المغناطيسي وشدة المجال المغناطيسي " وغيرها من التعاربف .

ـــــــــــــــــــــــ

والنفاذية المغناطيسية للفراغ يمكن إعتبارها ( كمقياس أو معيار للأوساط الأخري ) مساويةً الوحدة لأنه لا توجد مادة أصلاً في الفراغ حتي يمكن تغيير المجال المغناطيسي لها .
ولكن النفاذية المغناطيسية للمواد أو الأوساط الأخري تختلف كثيراً عن هذه القيمة وفي الغالب تكون أكبر من النفاذية المغناطيسية للفراغ .

ـــــــــــــــــــــــــــ

وبناءً علي قيمة النفاذية المغناطيسية يمكن تقسيم المواد إلي ثلاثة أنواع هي :
1 – المواد الدايامغناطيسية : التي لها نفاذية مغناطيسية نسبية أقل من الوحدة .
2 – المواد البارامغناطيسية : التي لها نفاذية مغناطيسية نسبية أكبر من الوحدة .
3 – المواد الفررومغناطيسية ( الحديدومغتاطيسية ) : التي لها نفاذية مغناطيسية نسبية تزيد بزيادة المجال المغناطيسي حتي تصل إلي قيمة عظمي ثم تقل بعد ذلك .

ــــــــــــــــــــــــــــ

أما قيمة الثابت فهي قيمة إختيارية أُتخذت لأول مرة في قانون أمبير وكانت القيمة المعطاة عندك في الكتاب ... وذلك في تجربة السلكين المتوازيين اللذان يحملان تيارين متساويين وفي نفس الإتجاه .
حيث تُستعمل قوة التجاذب بينهما في تعريف الأمبير ... فبفرض أن البُعد بين السلكين 1 متر وأن التيارين متساويان فإنه بضبط قيمة هذا التيار المشترك حتي تصير قوة التجاذب بين السلكين علي وحدة الأطوال كما توجد بالقياس ومساوية لقيمة معينة ( 2 × 10 ( -7 ) نيوتن لكل متر ) فإن التيار يكون حينئذٍ مساوياً لـ 1 أمبير ... وبالتعويض في قانون القوة أعلي صـ 11 في فصل التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي وُجدت القيمة المعطاة للنفاذية المغناطيسية ...

نتمني أن أفدناك أخ عمرو
وشكراً علي هذه الأسئلة الجميلة التي تُنشط الذاكرة

[عمرو سيد]

الف شكر با استاذ رجب

طبعا افدتنى

[عالمة مصر]

ممكن اسئلة نظرى عن الفصل الحادى عشر على (الدينامو - المحرك - الموتور )