الدرس الاول ... التيار الكهربى

التيــار الكهربـــى
 التيار الكهربي :
- عبارة عن سيل من الإلكترونات اتجاهه عكس اتجاه التيار الأصلى .
- فيض من الشحنات الكهربية يسرى من أحد طرفي الدائرة إلى الطرف الآخر .
- حركة الالكترونات عكس إتجاة المجال يكافىء تيار فى إتجاة المجال
الكهربية التيارية :
هى الظواهر الكهربية التى تتضمن حركة الشحنات الكهربية فى الموصلات الكهربية
الموصل الكهربى :
- مواد تنتقل الشحنات الكهربية خلالها مثل الفلزات .
علل : الفلزات جيدة التوصيل للكهرباء
- لأن هذه المواد تحتوى على إلكترونات حرة الحركة ضعيفة الارتباط بالنواة يمكنها أن تتجول بسهولة داخل بلورة الفلز .
تأثير المجال الكهربى على الإلكترونات الحرة :
- عند وضع موصل فى مجال كهربي اتجاهه ( AB )
- تنتقل بعض الإلكترونات الحرة من الطرف (A) إلى الطرف (B) عكس اتجاه المجال المؤثر .ويشحن الطرف (B) بشحنة سالبة .وتظل الايونات الموجبة ثابتة فى مكانها ويشحن الطرف(A) بشحنة موجبة
- ينشا عن مقاومة التيار داخل الموصل انتقال
جزء من طاقتها الكهربية للالكترونات إلى ذرات الموصل و التى تقوم بدورها بالتخلص
منها إلى الوسط المحيط فى صورة إشعاع مثلما يحدث فى المصباح الكهربى
- ينشأ مجال كهربي داخل الموصل عكس اتجاه المجال المؤثر .
- عندما يتساوى شدة المجال داخل الموصل مع شدة المجال المؤثر تتوقف حركة الإلكترونات .
-
علل يتوهج المصباح الكهربى عند مرور التيار الكهربى فى ملفة
لأنة عند مرور التيار ينشا عن مقاومة التيار داخل الموصل انتقال جزء من طاقتها الكهربية للالكترونات إلى ذرات الموصل و التى تقوم بدورها بالتخلص منها إلى الوسط المحيط فى صورة إشعاع مثلما يحدث فى المصباح الكهربى 0
شروط مرور التيار الكهربى فى موصل :
1- وجود مصدر كهربي :-
يزود أحد طرفي الموصل بمزيد من الشحنات الكهربية .
2- وجود مسار مغلق :-
لسحب الشحنات من الطرف الآخر 0
الدائرة الكهربية البسيطة :
تتكون الدائرة الكهربية البسيطة من
1- بطارية : تعمل على دفع الشحنات الكهربية
للمرور فى الدائرة .
2- مسار مغلق : لتمر فيه الشحنات الكهربية .
3- اميتر : لقياس شدة التيار .
4- مفتاح : لغلق وفتح الدائرة .
شدة التيار الكهربى :
*تعريف شدة التيار (I)
- هى كمية الكهرباء المارة فى موصل ما فى الثانية الواحدة .
حيث: I هى شدة التيار
Q هى الشحنة
t هو الزمن I =
A =

-عدد الإلكترونات فى شحنة = الشحنــة الكلية
شحنة الإلكترون
الأمبير :
هو شدة التيار الكهربى الناتج عن مرور كمية من الكهرباء مقدارها واحد كولوم خلال مقطع فى موصل فى الثانية الواحدة .
الأميتر
الاستخــــدام : لقياس شدة التيار
التوصيل فى الدائرة الكهربية :يوصل فى الدائرة على التوالي
وحدة القياس :الأمبير نظرا (للعالم أمبير مكتشف التيار الكهربى )
س: ما معنى أن كمية الكهرباء المارة فى موصل ما 5 كولوم ؟
معنى ذلك أن شدة التيار المارة فى الموصل فى زمن قدره واحد ثانية تساوى A5
س: ما معنى أن شدة التيار المارة فى موصل ما = 10 أمبير
معنى ذلك أن كمية الكهرباء المارة فى موصل ما فى الثانية الواحدة تساوى5 كولوم
فرق الجهد بين نقطتين
تعريف فرق الجهد :
- مقدار الشغل المبذول لنقل شحنة كهربية مقدارها واحد كولوم بين نقطتين .
- يقاس فرق الجهد بالفولت و يكافىء J/C
حيث: W مقدار الشغل
Q مقدار الشحنة الكهربية
V فرق الجهد V = = Volt =
الفولت :
- هو فرق الجهد بين نقطتين الذى إذا انتقلت بينهما شحنة مقدارها واحد كولوم يلزم بذل شغل مقداره واحد جول
الفولتميتر
الاستخدام : قياس فرق الجهد
وحدة القياس : الفولت
التوصيل فى الدائرة الكهربية : التوازي
القوة الدافعة الكهربية ق . د . ك :
-مقدار الشغل الكلى اللازم لنقل كمية شحنة كهربية مقدارها واحد كولوم فى الدائرة كلها .
- تقاس ق . د . ك بوحدة الفولت .
- وهى تنتج عن تغيرات كيميائية تحدث داخل البطارية
س : ماذا نعنى بقولنا أن فرق الجهد بين نقطتين = 12 فولت
معنى ذلك أن مقدار الشغل المبذول لنقل شحنة مقدارها واحد كولوم بين تلك النقطتين
=12جول
س: ما معنى أن القوة الدافعة الكهربية = 10 فولت
- معنى ذلك أن مقدار الشغل الكلى اللازم لنقل شحنة مقدارها واحد كولوم فى الدائرة كلها تساوى 10 جول
علل يوصل الأميتر على التوالي و الفولتميتر على التوازي فى الدوائر الكهربية
يوصل الأميتر على التوالي لقياس شدة التيار بدقة و الفولتميتر على التوازي لقياس
فرق الجهد بدقة
علل استخدام مقاومة متغيرة فى الدائرة الكهربية
للتحكم فى شدة التيار
العلاقة بين فرق الجهد وشدة التيار
-إتجاة التيار الكهربى يكون عكس إتجاة حركة الالكترونات فى الموصل
-عندما تكون الالكترونات تحت تأثير فرق جهد فإنها تتحرك من القطب السالب للقطب الموجب يعبر عن ذلك بتيار يخرج من الطرف الموجب للبطارية إلى الدائرة ثم يدخل إلى الطرف السالب ويستمر ذلك فى مسار دائرى مغلق
 العالم اوم
درس العلاقة بين شدة التيار وفرق الجهد وتوصل إلى
حيث:-V فرق الجهد بين طرفى الموصل
- I هى شدة التيار المار فى الموصل
-R مقدار ثابت يختلف من موصل لآخر ويسمى مقاومة الموصل
- تقاس المقاومة بوحدة تسمى الاوم ويرمز لها بالرمز اوميجا Ώ R=
Ώ=

تعريف الاوم
مقاومة موصل تسمح بمرور تيار شدتة واحد أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفية واحد فولت
توصيل المقاومات على التوالى
1-التيار المار فى هذة الدائرة خلال جميع المقاومات يكون ثابت
2- فرق الجهد بين طرفى كل مقاومة يكون مختلف عن الآخر
3-مجموع فروق الجهد لكل مقاومات الدائرة مساويا لفرق الجهد الاساسى المسلط على الدائرة من البطارية اى أن
VB =V1+V2+ V3
VB= IR1 +IR2+IR3
-حيث VB- هو فرق جهد البطارية المسلط على المقاومات R1,R2.R3 بالدائرة
I هى شدة التيار الكلى المار بالدائرة وهو ثابت فى حالة التوصيل على التوالي
فى جميع المقاومات
-يمكن تشبية تجزئة فرق جهد البطارية بين مجموع المقاومات المتصلة على التوالى بكرة تتدحرج من قمة مدرج لأسفل على عدة مراحل بحيث تفقد فى كل درجة جزء من طاقة وضعها إلى أن تفقد كل مابها من طاقة وضع عند آخر درجة تهبط إليها فى بداية المدرج
مسائل محلولة
1- إذا كانت شدة التيار المار فى سلك من النحاس فى دائرة كهربية 32,0 × 10 –5 أمبير أوجد :-
-كمية الكهرباء المارة فى السلك في زمن قدرة 10 ثواني
- عدد الإلكترونات التي تجتاز مقطع السلك خلال 10 ثواني إذا كانت شحنة الإلكترون 6,1 × 10 –19
كولوم
q= It = 10 × 0.32 × 10 -5 = 32 ×10 -5 Coulomb
n e = = =2× 10 14 e
2-احسب الشحنة الكهربية التي تمر في سلك يحمل تيارا شدته 4A في سلك خلال 2 min .
Q = I x t=4x120=480C
======================================================
3-احسب شدة التيار الناشئ من مرور شحنة كهربية مقدارها 360C في سلك خلال 120S .
I = = = 3A
======================================================
4-إذا كانت شدة التيار في فتيلة مصباح كهربي في الثانية الواحدة 0.48 فاحسب عدد الإلكترونات التي تسري في فتيلة المصباح .
n e = = =3x 1019 e
======================================================
5-يمر تيار شدتة 3.2A خلال سلك أوجد عدد الالكترونات التى تمر عبر نقطة معينة من السلك فى الثانية الواحدة علما بان شحنة الإلكترون تساوى 1.6 × 10 -19 كولوم
n e = = =3x 1019 e
======================================================
6-سلك من النحاس يحمل تيار كهربي مقداره 10 A احسب عدد الإلكترونات التي تمر خلال مقطع معين من السلك خلال ساعة علما بأن شحنة الإلكترون 1.610-19 C .
Q = I x t=10x60=600 C
n e = = = 375X10-19 e
======================================================
7-لديك ثلاث مقاومات متصلة على التوالي قيمة كل منها على الترتيب 4 , 3 , 2 فإذا كان فرق الجهد بين طرفي المقاومة 2 يساوي 4V فاحسب القوة الدافعة الكهربية للبطارية علما بأن مقاومتها الداخلية مهملة .
I = = = 2A
عند توصيل المقاومات على التوالي فان التيار لا يتجزأ ولكن الذى يتجزأ هو فرق الجهد
VB=V1+V2+V3 = IR1+IR2+IR3
= 2X2+2X3+2X4=4+6+8=18 V
VB=18V
8-في الدائرة المرسومة أمامك أوجد قيمة المقاومة R2 علما بأن المقاومة الداخلية للبطارية مهملة .علما بان قيمة VB=12 فولت
-نظرا لان شدة التيار المارة فى الملفين متساوية فان
VB=V1+V2
V1=12 – 8 = 4V
I = = = 2A
R2 = = = 4
======================================================
9-ملفان مقاومتها 9 , 25 متصلين على التوالي وموضوعين داخل وعاءين (أ ، ب) ومر تيار كهربي في الدائرة فكانت الطاقة المتولدة في الوعاء ( أ ) 1800 J احسب الطاقة الحرارية في الوعاء (ب) .
W=R I2 X t
1800 =9 x I2 x t =
I2 x t = =200
W=200 x25=5000 J
======================================================
10- سلكان A,B مقاومتهما 5 ، 20 اوم وصلا على التوالى بين نقطتين فى دائرة كهربية إذا كان فرق الجهد بين الطرفين النهائيين للمقاومتين يساوى 50 فولت أوجد فرق الجهد بين طرفى كل من المقاومتين A,B
R=R1+R2 = 5+20 = 25 Ώ
I = = = 2A
V=IR
VA=2 x 20 = 40 V & VB= 2 x 5 =10 V
======================================================
11-مدفأة كهربية تعمل على فرق جهد قدرة 220 فولت فإذا كانت شدة التيار المارة فيها 5.5A أوجد مقاومة السلك
R= = =40 Ώ
======================================================
12-احسب فرق الجهد بين طرفي موصل إذا علمت أن الشغل المبذول لنقل كمية كهربية مقدارها 4C خلال موصل 90J .
V= = =22.5V
======================================================
13-سلك نحاس يمر بة 1200 أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفيها 1.2 ملى فولت إذا كان طولة 24 سم احسب مقاومة المتر الواحد من السلك
R = = =1x10-6 Ώ
مقاومة المتر الواحد = المقاومة الكلية = 10-6 x1x100 = 4.166x10-6 أوم
طول السلك 24
======================================================
14-مصباح مقاومته 50 فتيلته يمر به 1018 إلكترون في زمن قدره 0.1S إذا علما أن شحنة الإلكترون 1.610-19C احسب : أ- شدة التيار المار فيه ب- فرق الجهد بين طرفيه .
الشحنة الكلية = شحنة الإلكترون الواحد × عدد الالكترونات
Q = 1018 x1.610-19 = 1.6x10-1 C
I = = = 1.6 A
V=I x R=1.6 x 50 =80 V
======================================================
15-احسب الشحنة الكهربية التي تمر في سلك يحمل تيارا شدته 4A في سلك خلال 2 min .
Q = I x t = 4 x 2 x 60 = 480 C
======================================================
16-احسب شدة التيار الناشئ من مرور شحنة كهربية مقدارها 360C في سلك خلال 120S .
I= = =3A
======================================================
17-احسب فرق الجهد بين طرفي موصل إذا علمت أن الشغل المبذول لنقل كمية كهربية مقدارها 4C خلال موصل 90J .
V= = =22.5 V
======================================================

» الدرس الخامس ... التحليل الكهربى
» الدرس الثالث ... المجال الكهربى
» الدرس الثامن ... الجهد الكهربى
» الدرس الاول ... القانون الاول لنيوتن
» الدرس الاول ... الضوء