الدرس الاول ... الكهربية الديناميكية

الكهربية الديناميكية
* أنـــواع الكهربيـــة
الكهربيـة الساكنــة (الاستاتيكيه) الكهربية التياريــة (الديناميكية )
هي تلك الكهربية التي تنتج عن تراكم الشحنات الكهربية علي أسطح الأجسام المعزولة دون سريانها هي تلك الكهربية الناتجة عن سريان الشحنات الكهربية خلال موصل أو سلك مكونة ما يسمى بالتيار الكهربي
 طرق توليد التيار الكهربي
1-التفاعلات الكيميائية 2-المولدات الكهربية (الدينامو)
أولا التيار الكهربي من التفاعلات الكيميائية
 العالم الإيطالــي جلفانــي
لاحظ وجود رعشة في جسم ضفدعة مثبتة بواسطة دبابيس أثناء قيامة بتشريحها عندما لامس مشرط التشريح أحد الدبابيس 0 فسر ذلك بأن جسم الضفدعة يحتوى على كهربية 0
العالــم فولتــــا: أوضح أن وجــود الكهربيـة في جسم الضفدعـة يرجـع إلى:
1 -وجود معدنين مختلفتين بينهم اتصال هم المشرط والدبوس 0
2-وجود سائل كيميائي هو السائل الموجود في جسم الضفدعة (البلازما)
 تجربــة :
خطوات العمل الملاحظة
1-احضر إناء زجاجي وضع بة كمية من حمض الكبريتيك المخفف
2-صل لوح خار صين
ولوح نحاس بسلك توصيل و
مصباح كهربي من الخارج0
3-اغمس اللوحين في الحمض 0 1-إضاءة المصباح الكهربي دليل على توليد كهربي 0
2- ضعف إضاءة المصباح الكهربي تدريجيا
3- تراكم فقاعات غازية على لوح النحاس
الشروط الواجب توافرها لتوليد تيار كهربي من التفاعلات الكيميائية
1) وجود معدنين مختلفين حتى يكون هناك فرق فى الجهد
2) مادة الكتروليتية (جيدة التوصيل للكهرباء)0
3) أن يكون بين المعدنين اتصال 0
العمــود البسيــط
 الاستخــدام :
تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
 التركيـــب
1) القطب الموجب : لوح من النحاس
2) القطب السالب :لوح من الخارصين
النقي أو التجاري المملغم
3) إناء زجاجي : به حمض كبريتيك مخفف
4) سلك معدني : يصل القطب الموجب بالقطب السالب
*التفاعلات التي تحدث في العمود البسيط
تأين لحمض الكبريتيك اكسدة لوح الخارصين اختزال أيونات الهيدروجين
عند وضع حمض الكبريتيك في الماء يتاين ويتحول إلى ايونات هيدروجين موجبة وايونات كبريتات سالبة
H2SO4 تأيـن2H+ +SO4-2
-يحدث له عملية أكسدة وتنفصل منة ايونات خار صين موجبة تاركة إلكترونات التكافؤ السالبة على سطح لوح الخارصين فيتولد علية شحنة سالبة ويصبح قطب سالب
Zn أكسدة Zn+2 + 2e
-تتحد ايونات الخارصين الموجبة مع ايونات الكبريتات السالبة ويتكون
كبريتات خارصين بذلك يتآكل لوح الخارصين ويستهلك حمض الكبريتيك
Zn+2+SO4  ZnSO4 تتحرك أيونات الهيدروجين الناتجة من تأين الحمض عند لوح النحاس ويحدث لها عملية اختزال وتتحول إلى جزيئات هيدروجين تتراكم على سطح لوح النحاس فيتولد علية شحنة موجبة ويصبح قطب
موجب
2H++2e اختزال H2

*تعريــــف التيــــار الكهربـــي
هو سريان الشحنات الكهربية بانتظام فى إتجاة معين عبر الموصلات المعدنية
 علل :يصنع قطبي العمود البسيط من معدنين مختلفين ؟
حتى يكون هناك فرق الجهد
علل:لا يمكن استخدام الزيت أو الكحول في العمود البسيط
لأن كلاهما محلول لا إلكتروليتى لا يحتوى على ايونات فيكون رديء التوصيل للكهرباء
علل :تولد التيار في العمود البسيط
1-بسبب تأين حمض الكبريتيك إلى ايونات هيدروجين موجبة وايونات كبريتات سالبة
2-عند وضع لوح الخارصين في الحمض : يتفاعل الخارصين مع الحمض و يحدث له عملية
أكسدة بذلك يتولد على لوح الخارصين شحنة سالبة ويصبح قطب سالب
3-عند وضع لوح النحاس في الحمض تتحرك عنده أيونات الهيدروجين الناتجة من تأين الحمض ويحدث لها عملية اختزال ويتولد على لوح النحاس شحنة موجبة ويصبح قطب موجب
4-عند توصيل لوح النحاس الموجب بلوح الخارصين السالب :-
أ- تنتقل الإلكترونات من لوح الخارصين إلى لوح النحاس عبر السلك0
ب-يمر التيار الكهربي من لوح النحاس إلى لوح الخارصين عبر السلك0
*العلاقة بين شدة التيار الناتج من العمود البسيط وزمن التشغيل عندما لا تعالج عيوب العمود
حيث يثبت التيار فى
البداية ثم يقل تدريجا
علل:لاحظ جلفانى وجود رعشة في جسم الضفدعة أثناء تشريحه له
-لأن جلفانى أثناء تشريح الضفدعة لامس المشرط أحد الدبابيس التي تثبت الضفدعة فارتعش جسم الضفدعة فسر ذلك بوجود كهربية أوضح فولتا أن ذلك يرجع ذلك إلى وجود معدنين مختلفين ومتصلين معا هما المشرط و الدبوس و السائل الموجود في جسم الضفدعة
علل يستخدم حمض كبريتيك مخفف عند صناعة العمود البسيط ولا
يستخدم حمض كبريتيك مركز
لآن الحمض المركز لا يحتوى على ايونات موجبة وسالبة فلا يوصل تيار كهربى
أما الحمض المخفف يحتوى على ايونات موجبة وسالبة فيوصل التيار كهربي
علل الخارصين القطب السالب في العمود البسيط
لأنة يتفاعل مع حمض الكبريتيك ويحدث له عملية أكسدة وتنفصل منة ايونات موجبة تاركة الكترونات سالبة على سطحه فيشحن بشحنة سالبة ويصبح قطب سالب
علل النحاس هو القطب الموجب في العمود البسيط
لأنة تختزل عنده ايونات الهيدروجين الموجبة الناتجة من تأين حمض الكبريتيك
إلى جزيئات هيدروجين متعادلة فيشحن بشحنة موجبة ويصبح قطب موجب
علل لا يتولد تيار كهربى عند استخدام لوحين معدن واحد ( اى متشابهين )
لآن متساوين فى الجهد الكهربى فيكون فرق الجهد بينهم يساوى صفر
علل ايونات الهيدروجين عامل مؤكسد فى العمود البسيط
لأنة يحدث لها عملية اختزال عند القطب الموجب عن طريق اكتساب إلكترونات
علل الخارصين عامل مختزل فى العمود البسيط
لأنة يفقد الكترونات ويحدث له عملية أكسدة
علل تآكل لوح الخارصين واستهلاك حمض الكبريتيك فى العمود البسيط
لان الخارصين يتفاعل مع حمض الكبريتيك و يحدث له عملية اكسدة ويتكون كبريتات خارصين ويتصاعد غاز الهيدروجين
علل: توضع مادة كيميائية مثل ثاني أكسيد المنجنيز عند القطب الموجب في العمود البسيط
للتخلص من الاستقطاب ( منع تراكم فقاعات الهيدروجين على لوح النحاس )
عيــوب العمــود البسيط
صعوبــة نقلــة لأنــة :
أ-يحتوى على حمض سائل يمكن أن يسيل
ب- يتكون من إناء زجاجي يمكن أن ينكسر
الاستقطـــاب
هو تراكم فقاعات الهيدروجين على سطح لوح النحاس ( القطب الموجب )
 الأضـــرار
عزل لوح النحاس عن الحمض فتتوقف عملية الاختزال ضعف التيار الناتج تدريجيا
حتى ينعدم
 التخلص من الاستقطاب
1-- عملية ميكانيكية :
مسح لوح النحاس بفرشاة من آن لآخر
2-عملية كيميائية :
وضع مادة كيميائية مثل ثاني أكسيد المنجنيز عند القطب الموجب

 التفاعــل الموضعـي
 أسباب التفاعـل المـوضعي
- وجود شوائب على سطح لوح الخارصين تكون معه شبة أعمدة كهربية بسيطة ينتج عن ذلك تيارات موضعية اتجاهها عكس اتجاه التيار الاصلى فتسبب ضعفه وتسبب سرعة تآكل لوح الخارصين
التخلص من التفاعـل الموضعي
عن طريق دلك لوح الخارصين بالزئبق أي ملغمته بالزئبق أو استخدام خارصين مملغم
 التيارات الموضعية
هو تيار يعاكس إتجاة التيار الأصلي الناتج من العمود البسيط ويسبب ضعفه
علل صعوبة نقل العمود البسيط
لأنة بة سائل يمكن أن يسيل ويتكون من إناء زجاجي يمكن كسرة
علل: حدوث الاستقطاب في العمود البسيط
لان ايونات الهيدروجين الناتجة من تأين الحمض تختزل عندة وتتراكم علية فى صورة جزيئات هيدروجين
علل: يجب مسح لوح النحاس من آن لآخر فى العمود البسيط
للتخلص من الاستقطاب (إزالة فقاعات الهيدروجين المتراكمة على لوح النحاس )
علل: تختلف أهمية ثاني أكسيد المنجنيز عند تحضير الأكسجين عن استخدامه في العمود البسيط
-لأنة يستخدم كعامل مساعد عند تحضير الأكسجين في المعمل
-يستخدم كمادة لمنع الاستقطاب في العمود البسيط
 علل : حدوث التفاعل الموضعي فى العمود البسيط 0
بسبب وجود شوائب على لوح الخارصين التى تكون معة شبة أعمدة كهربية بسيطة التي ينتج عنها تيارات موضعية تسبب ضعف التيار الأصلي وسرعة تآكل لوح الخارصين
علل :ضعف التيار الناتج من العمود البسيط تدريجيا
علل : تقل القوة الدافعة الكهربية للعمود البسيط بعد مرور فترة من الزمن
بسبب تراكم فقاعات الهيدروجين على لوح النحاس و التيارات الموضعية
علل:يعمل الهيدروجين على نقل التيار الكهربي وعدم نقلة فى العمود البسيط
-ينقل الهيدروجين التيار فى العمود البسيط عندما يكون في صورة أيونات موجبة
فى المحلول
-لا ينقل الهيدروجين التيار فى العمود البسيط عندما يكون في صورة جزيئات
متعادلة على لوح النحاس
علل : تولد تيارات موضعية في العمود البسيط 0
-بسبب وجود شوائب على لوح الخارصين التي تكون معه شبة أعمدة كهربية بسيطة
 علل: يجب استخدام الخارصين المملغم الزئبق
للتخلص من التفاعل الموضعي عن طريق عزل الشوائب عن الحمض فلا تتفاعل معه ويظل الخارصين متصل بالحمض
* اتجاه التيار في العمود البسيط
1- في السلك ( خارج المحلول ) من القطب الموجب إلى القطب السالب
2- في المحلول (داخل الحمض ) من القطب السالب إلى القطب الموجب
علل : ينتقل التيار الكهربي فى الحمض من لوح الخارصين إلى النحاس
بسبب حركة أيونات الهيدروجين الموجبة الناتجة من تأين الحمض ناحية لوح النحاس
علل : ينتقل التيار الكهربي فى السلك من لوح النحاس إلى لوح الخارصين
بسبب انتقال الإلكترونات من لوح الخارصين إلى لوح النحاس
العمود الجاف
العمود الجاف
نوع من الأعمدة الجافة التى تخلو من السوائل
مميزات العمود الجاف
علل يفضل استخدام الأعمدة الكهربية الجافة عن البسيطة
1- رخيص الثمن وقليل التكاليف
2- التيار الناتج من يستمر لفترة أطول
3- سهولة نقلة واستعماله لصغر حجمه وعدم احتوائها على سوائل
يسمى العمود الجاف بهذا الاسم
لخلوها من السوائل

الكهربية الديناميكية
* أنـــواع الكهربيـــة
الكهربيـة الساكنــة (الاستاتيكيه) الكهربية التياريــة (الديناميكية )
هي تلك الكهربية التي تنتج عن تراكم الشحنات الكهربية علي أسطح الأجسام المعزولة دون سريانها هي تلك الكهربية الناتجة عن سريان الشحنات الكهربية خلال موصل أو سلك مكونة ما يسمى بالتيار الكهربي
 طرق توليد التيار الكهربي
1-التفاعلات الكيميائية 2-المولدات الكهربية (الدينامو)
أولا التيار الكهربي من التفاعلات الكيميائية
 العالم الإيطالــي جلفانــي
لاحظ وجود رعشة في جسم ضفدعة مثبتة بواسطة دبابيس أثناء قيامة بتشريحها عندما لامس مشرط التشريح أحد الدبابيس 0 فسر ذلك بأن جسم الضفدعة يحتوى على كهربية 0
العالــم فولتــــا: أوضح أن وجــود الكهربيـة في جسم الضفدعـة يرجـع إلى:
1 -وجود معدنين مختلفتين بينهم اتصال هم المشرط والدبوس 0
2-وجود سائل كيميائي هو السائل الموجود في جسم الضفدعة (البلازما)
 تجربــة :
خطوات العمل الملاحظة
1-احضر إناء زجاجي وضع بة كمية من حمض الكبريتيك المخفف
2-صل لوح خار صين
ولوح نحاس بسلك توصيل و
مصباح كهربي من الخارج0
3-اغمس اللوحين في الحمض 0 1-إضاءة المصباح الكهربي دليل على توليد كهربي 0
2- ضعف إضاءة المصباح الكهربي تدريجيا
3- تراكم فقاعات غازية على لوح النحاس
الشروط الواجب توافرها لتوليد تيار كهربي من التفاعلات الكيميائية
1) وجود معدنين مختلفين حتى يكون هناك فرق فى الجهد
2) مادة الكتروليتية (جيدة التوصيل للكهرباء)0
3) أن يكون بين المعدنين اتصال 0
العمــود البسيــط
 الاستخــدام :
تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية
 التركيـــب
1) القطب الموجب : لوح من النحاس
2) القطب السالب :لوح من الخارصين
النقي أو التجاري المملغم
3) إناء زجاجي : به حمض كبريتيك مخفف
4) سلك معدني : يصل القطب الموجب بالقطب السالب
*التفاعلات التي تحدث في العمود البسيط
تأين لحمض الكبريتيك اكسدة لوح الخارصين اختزال أيونات الهيدروجين
عند وضع حمض الكبريتيك في الماء يتاين ويتحول إلى ايونات هيدروجين موجبة وايونات كبريتات سالبة
H2SO4 تأيـن2H+ +SO4-2
-يحدث له عملية أكسدة وتنفصل منة ايونات خار صين موجبة تاركة إلكترونات التكافؤ السالبة على سطح لوح الخارصين فيتولد علية شحنة سالبة ويصبح قطب سالب
Zn أكسدة Zn+2 + 2e
-تتحد ايونات الخارصين الموجبة مع ايونات الكبريتات السالبة ويتكون
كبريتات خارصين بذلك يتآكل لوح الخارصين ويستهلك حمض الكبريتيك
Zn+2+SO4  ZnSO4 تتحرك أيونات الهيدروجين الناتجة من تأين الحمض عند لوح النحاس ويحدث لها عملية اختزال وتتحول إلى جزيئات هيدروجين تتراكم على سطح لوح النحاس فيتولد علية شحنة موجبة ويصبح قطب
موجب
2H++2e اختزال H2

*تعريــــف التيــــار الكهربـــي
هو سريان الشحنات الكهربية بانتظام فى إتجاة معين عبر الموصلات المعدنية
 علل :يصنع قطبي العمود البسيط من معدنين مختلفين ؟
حتى يكون هناك فرق الجهد
علل:لا يمكن استخدام الزيت أو الكحول في العمود البسيط
لأن كلاهما محلول لا إلكتروليتى لا يحتوى على ايونات فيكون رديء التوصيل للكهرباء
علل :تولد التيار في العمود البسيط
1-بسبب تأين حمض الكبريتيك إلى ايونات هيدروجين موجبة وايونات كبريتات سالبة
2-عند وضع لوح الخارصين في الحمض : يتفاعل الخارصين مع الحمض و يحدث له عملية
أكسدة بذلك يتولد على لوح الخارصين شحنة سالبة ويصبح قطب سالب
3-عند وضع لوح النحاس في الحمض تتحرك عنده أيونات الهيدروجين الناتجة من تأين الحمض ويحدث لها عملية اختزال ويتولد على لوح النحاس شحنة موجبة ويصبح قطب موجب
4-عند توصيل لوح النحاس الموجب بلوح الخارصين السالب :-
أ- تنتقل الإلكترونات من لوح الخارصين إلى لوح النحاس عبر السلك0
ب-يمر التيار الكهربي من لوح النحاس إلى لوح الخارصين عبر السلك0
*العلاقة بين شدة التيار الناتج من العمود البسيط وزمن التشغيل عندما لا تعالج عيوب العمود
حيث يثبت التيار فى
البداية ثم يقل تدريجا
علل:لاحظ جلفانى وجود رعشة في جسم الضفدعة أثناء تشريحه له
-لأن جلفانى أثناء تشريح الضفدعة لامس المشرط أحد الدبابيس التي تثبت الضفدعة فارتعش جسم الضفدعة فسر ذلك بوجود كهربية أوضح فولتا أن ذلك يرجع ذلك إلى وجود معدنين مختلفين ومتصلين معا هما المشرط و الدبوس و السائل الموجود في جسم الضفدعة
علل يستخدم حمض كبريتيك مخفف عند صناعة العمود البسيط ولا
يستخدم حمض كبريتيك مركز
لآن الحمض المركز لا يحتوى على ايونات موجبة وسالبة فلا يوصل تيار كهربى
أما الحمض المخفف يحتوى على ايونات موجبة وسالبة فيوصل التيار كهربي
علل الخارصين القطب السالب في العمود البسيط
لأنة يتفاعل مع حمض الكبريتيك ويحدث له عملية أكسدة وتنفصل منة ايونات موجبة تاركة الكترونات سالبة على سطحه فيشحن بشحنة سالبة ويصبح قطب سالب
علل النحاس هو القطب الموجب في العمود البسيط
لأنة تختزل عنده ايونات الهيدروجين الموجبة الناتجة من تأين حمض الكبريتيك
إلى جزيئات هيدروجين متعادلة فيشحن بشحنة موجبة ويصبح قطب موجب
علل لا يتولد تيار كهربى عند استخدام لوحين معدن واحد ( اى متشابهين )
لآن متساوين فى الجهد الكهربى فيكون فرق الجهد بينهم يساوى صفر
علل ايونات الهيدروجين عامل مؤكسد فى العمود البسيط
لأنة يحدث لها عملية اختزال عند القطب الموجب عن طريق اكتساب إلكترونات
علل الخارصين عامل مختزل فى العمود البسيط
لأنة يفقد الكترونات ويحدث له عملية أكسدة
علل تآكل لوح الخارصين واستهلاك حمض الكبريتيك فى العمود البسيط
لان الخارصين يتفاعل مع حمض الكبريتيك و يحدث له عملية اكسدة ويتكون كبريتات خارصين ويتصاعد غاز الهيدروجين
علل: توضع مادة كيميائية مثل ثاني أكسيد المنجنيز عند القطب الموجب في العمود البسيط
للتخلص من الاستقطاب ( منع تراكم فقاعات الهيدروجين على لوح النحاس )
عيــوب العمــود البسيط
صعوبــة نقلــة لأنــة :
أ-يحتوى على حمض سائل يمكن أن يسيل
ب- يتكون من إناء زجاجي يمكن أن ينكسر
الاستقطـــاب
هو تراكم فقاعات الهيدروجين على سطح لوح النحاس ( القطب الموجب )
 الأضـــرار
عزل لوح النحاس عن الحمض فتتوقف عملية الاختزال ضعف التيار الناتج تدريجيا
حتى ينعدم
 التخلص من الاستقطاب
1-- عملية ميكانيكية :
مسح لوح النحاس بفرشاة من آن لآخر
2-عملية كيميائية :
وضع مادة كيميائية مثل ثاني أكسيد المنجنيز عند القطب الموجب

 التفاعــل الموضعـي
 أسباب التفاعـل المـوضعي
- وجود شوائب على سطح لوح الخارصين تكون معه شبة أعمدة كهربية بسيطة ينتج عن ذلك تيارات موضعية اتجاهها عكس اتجاه التيار الاصلى فتسبب ضعفه وتسبب سرعة تآكل لوح الخارصين
التخلص من التفاعـل الموضعي
عن طريق دلك لوح الخارصين بالزئبق أي ملغمته بالزئبق أو استخدام خارصين مملغم
 التيارات الموضعية
هو تيار يعاكس إتجاة التيار الأصلي الناتج من العمود البسيط ويسبب ضعفه
علل صعوبة نقل العمود البسيط
لأنة بة سائل يمكن أن يسيل ويتكون من إناء زجاجي يمكن كسرة
علل: حدوث الاستقطاب في العمود البسيط
لان ايونات الهيدروجين الناتجة من تأين الحمض تختزل عندة وتتراكم علية فى صورة جزيئات هيدروجين
علل: يجب مسح لوح النحاس من آن لآخر فى العمود البسيط
للتخلص من الاستقطاب (إزالة فقاعات الهيدروجين المتراكمة على لوح النحاس )
علل: تختلف أهمية ثاني أكسيد المنجنيز عند تحضير الأكسجين عن استخدامه في العمود البسيط
-لأنة يستخدم كعامل مساعد عند تحضير الأكسجين في المعمل
-يستخدم كمادة لمنع الاستقطاب في العمود البسيط
 علل : حدوث التفاعل الموضعي فى العمود البسيط 0
بسبب وجود شوائب على لوح الخارصين التى تكون معة شبة أعمدة كهربية بسيطة التي ينتج عنها تيارات موضعية تسبب ضعف التيار الأصلي وسرعة تآكل لوح الخارصين
علل :ضعف التيار الناتج من العمود البسيط تدريجيا
علل : تقل القوة الدافعة الكهربية للعمود البسيط بعد مرور فترة من الزمن
بسبب تراكم فقاعات الهيدروجين على لوح النحاس و التيارات الموضعية
علل:يعمل الهيدروجين على نقل التيار الكهربي وعدم نقلة فى العمود البسيط
-ينقل الهيدروجين التيار فى العمود البسيط عندما يكون في صورة أيونات موجبة
فى المحلول
-لا ينقل الهيدروجين التيار فى العمود البسيط عندما يكون في صورة جزيئات
متعادلة على لوح النحاس
علل : تولد تيارات موضعية في العمود البسيط 0
-بسبب وجود شوائب على لوح الخارصين التي تكون معه شبة أعمدة كهربية بسيطة
 علل: يجب استخدام الخارصين المملغم الزئبق
للتخلص من التفاعل الموضعي عن طريق عزل الشوائب عن الحمض فلا تتفاعل معه ويظل الخارصين متصل بالحمض
* اتجاه التيار في العمود البسيط
1- في السلك ( خارج المحلول ) من القطب الموجب إلى القطب السالب
2- في المحلول (داخل الحمض ) من القطب السالب إلى القطب الموجب
علل : ينتقل التيار الكهربي فى الحمض من لوح الخارصين إلى النحاس
بسبب حركة أيونات الهيدروجين الموجبة الناتجة من تأين الحمض ناحية لوح النحاس
علل : ينتقل التيار الكهربي فى السلك من لوح النحاس إلى لوح الخارصين
بسبب انتقال الإلكترونات من لوح الخارصين إلى لوح النحاس
العمود الجاف
العمود الجاف
نوع من الأعمدة الجافة التى تخلو من السوائل
مميزات العمود الجاف
علل يفضل استخدام الأعمدة الكهربية الجافة عن البسيطة
1- رخيص الثمن وقليل التكاليف
2- التيار الناتج من يستمر لفترة أطول
3- سهولة نقلة واستعماله لصغر حجمه وعدم احتوائها على سوائل
يسمى العمود الجاف بهذا الاسم
لخلوها من السوائل

» الدرس الاول ... الكهربية الديناميكية
» الدرس الاول ... القانون الاول لنيوتن
» الدرس الاول ... المحاليل
» الدرس الاول ... الوقود
» الدرس الاول ... الصوت