الوحدة الخامسة

الكهربائية الساكنة والتيار الكهربائي

( 1–1) الدرس

الشحنات والقوى الكهربائية

ما هي مكونات الذرة ؟

النيوترون البروتون االلكترون

يحمل اي شحنة ال(عديم الشحنة )

موجب الشحنة سالب الشحنة

عللي الذرة متعادلة كهربائيا ؟

ألنها تحتوي على عدد متساوي من البروتونات وااللكترونات

تساوي عدد( الشحنات السالبة ) بمعنى عدد االلكترونات

(الشحنات الموجبة ) البروتونات

• إذا اكتسبت الذرة

الكترون

• أيون سالب• إذا فقدت الذرة

الكترون أو اكثر

• أيون موجب

: أكملي العبارات التالية

تتكون الذرة من بروتونات موجبة الشحنة و -1.سالبة الشحنة ونيوترونات متعادلة.................

.ارتباطها بها ...............النواةمن اقتربت االلكترونات كلما -2

تتوقف الطاقة االزمة لنزع االلكترون من مادة ما على -3

.

يكونالجسم الذى ال تتساوى فيه أعداد البروتونات وااللكترونات-4

.................

• ا ؟ال تستطيع الذرة ان تفقد أو تكتسب بروتونألن البروتون داخل النواة وليس من السهل نزعه أو

.زيادة عدده في نواة الذرة

طرق الشحن الشحن باالحتكاك

(الدلك) رالشحن بالتأثي

(الحث)

الشحن بالتوصيل

( اللمس )

اقالسمطاطي بالفراء يكتسب ساقعند احتكاك-1شحنة سالبة والفراء شحنة موجبة ؟

ألن الكترونات المطاط أكثر ارتباطا بأنويتها من.ارتباط الكترونات الفراء

د تنتقل االلكترونات من الزجاج إلى الحرير عن-2؟االحتكاك

الن الحرير له ميل لإللكترونيات اكثر من ميل. الزجاج

:الشحنة ( بقاء ) قانون حفظ

ة إلى الشحنات ال تفنى وال تستحدث بل تنتقل من ماد

أخرى وهذا يعنى ان الشحنات الكهربائية محفوظة

: أكملي العبارات التالية

الركنيعتبر قانون -1

.األساسي في علم الفيزياءحفظ الشحنة

الشحنة الكهربية التى يحملها أى جسم هى •

ة لشحنة االلكترون الواحد ؟حمضاعفات صحي

.ألنه ال يمكن تجزئه االلكترون الواحد( ج

الكترون ؟ )10.5eأو 1000.5) تعادل ال يمكن وجود شحنة •

ألن مقدار أي شحنة يجب ان تكون مضاعفات صحيحة ( ج

لشحنة االلكترون الواحد

هو األداة التي تسمح لنا بالكشف عن الشحنة الكهربية

التفريغ الكهربى

هو عملية فقدان الكهرباء الساكنة الناتج عن

الشحنات الكهربية بعيدا عن الجسمانتقال

بد ؟الجسم ال يحتفظ بشحنته إلى األ•الن اإللكترونات تميل إلى الحركة لتعود

.بالجسم إلى حالته المتعادلة

كولومقانون

كولومقانون

أذكري نص قانون كولوم ؟

مهمل القوه الكهربية بين جسمين مشحونين

حجمهما بالنسبة الى المسافة الفاصلة

بينهما تتناسب طرديا مع حاصل ضرب

ينهماالشحنتين وعكسيا مع مربع المسافة ب

مكولوالعالقة الرياضية لقانون F= k q1 q2 / d2

1q2q : الكولومبوحدهمقدار كل من الشحنتين

d : المتربوحدهالمسافة بين الشحنتين

K : بوحدهكولومثابتN.m2 / c2=9 x 109

F : النيوتنبوحدهالقوه الكهربيةNواتجاهها دائما يكون على امتداد الخط الواصل بين الشحنتين

d

العوامل التي تتوقف عليها القوه الكهربية

-( :كولومقوه ) شحنتين المتبادلة بين

مقدار كل من الشحنتين-1F α q1

F α q2

F α q1 q2

q1

مربع البعد بين الشحنتين-2F α 1/d2

نوع الوسط -3

FFF

q2q1 q2

F

d2

F

1/d2

لومكواذكري العوامل التي يتوقف عليها ثابت : س

نوع الوسط -1

وحدات القياس المستخدمة-2

ين هي قوه متبادلة ب( :القوه الكهربائية )

.عكسيشحنتين وتخضع لقانون التربيع ال

قارن بين القوة الكهربية وقوة الجاذبية

قوة الجاذبيةالقوه الكهربيةالمقارنةوجة

قانون التربيع

العكسي

تخضع لقانون

التربيع العكسي

يع تخضع لقانون الترب

العكسي

كتلشحناتتحدث بين

F = k q1القانون q2 / d2F = G m1 m2 / d2

هي قوة كهربيهتعتبر قوى الروابط الكيميائية بين الذرات لتكوين جزئ-1

حيث ان قوى التجاذب بين الكترونات ذرة ما وبروتونات ذره اخرى أكبر من

الل حيز قوة التنافر بين الكترونات الذرات وعندما تصبح قوى التجاذب كافيه خ

معين يحدث التفاعل الكيميائي

أن (الحاسوب ) يجب على الفنيين الذين يصلحون الدوائر اإللكترونية -2

يحذروا انتقال الشحنات من اجسامهم الى الدوائر ؟

.ألن هذه الشحنات يمكنها ان تدمر الدوائر وأي معلومات تحويها

لى من الضروري أن يقف الفنيين الذين يصلحون األجهزة اإللكترونية ع-3

وساده عازله ويرتدون أربطه حول معصمهم تتصل بسلك أرضي ؟

ر حتى تتسرب الشحنات الكهربية من خاللهم إلى األرض فال تؤثر وال تدم

.األجهزة اإللكترونية الحساسة واي معلومات تحتويهاتجهز شاحنة الغاز او النفط بسلسلة معدنية تتدلى من الخلف بشكل -4

يبقي طرفها االلسفل دائما على تماس مع االرض

رارة تعمل السلسلة على تفريغ الشحنات المتراكمة على جسم الشاحنة لمنع حدوث ش

كهربائية قد تؤدي الحتراقها

( 2–1) الدرس

الموصالت والعوازل وطرق الشحن

رات ايهما أسهل انتقال الشحنات الكهربية لعدة كيلو مت( س •

فى االسالك أم سريانها عدة سنتيمترات في مادة عازلة؟

ألنها تسمح بمرور الشحنات في االسالك الموصلة اسهل( ج

من خاللها على عكس المواد العازلة

الموصالت و العوازل

ما هى وجه المقارنة بين

الموصالت والعوازل

العوازلالموصالتوجه المقارنة

التعريفهي مواد تسمح بمرور

الشحنات الكهربية من خاللها

هي مواد ال تسمح بمرور

الشحنات الكهربية من

خاللها

ات الترابط بين االلكترون

والنواةقوية الترابطضعيف الترابط

الكترونات مترابطةالكترونات حرةااللكترونات

الزجاج-المطاط الفلزاتأمثلة

والحرارة ؟الفلزات جيدة التوصيل للكهرباء -1

الحتوائها على الكترونات حرة الحركة في المستوى الخارجي/ ج

يستخدم رجال االطفاء خوذة مصنوعة من زجاج ليفي؟-2

لكي يحميهم من االسالك الكهربائية المعراة عند دخولهم المباني / ج

المحترقة

يستخدم البالستيك في صناعة القابسات الكهربائية ؟-3

الكهرباء خاللها فتعمل على الحماية النها مادة عازلة ال تسمح بمرور/ ج

من اخطار الكهرباء

:التالية أكملي العبارات

تئيصيينن صيمكننتصنيننايمصادمنن ايصمننتصيينن صلتوصين ننتصدصن ينني صادك ونن•.أسفص تادع از عصىص أسصادقتئمةص صادم يالتنك تص

ونننتئيصادن يننني صادكأكوننن صمننتيكنن تصادن يننني صادك وننتئيصدصفصنننزاتص•.دصزجتج

اتصنيننايمصادمننتي صمننتصيينن صك ا ننتصم يننالصأ صعننتز صيعنمننيصعصنني•.ميىصل صن اوطصا دكن اتتصياخص ت

أشباه موصالت

هى مواد عازلة فى بعض الظروف

وموصلة فى ظروفأخرى

ل تزيد قدرتها على التوصيعند استبدال إحدى ذراتها بذرة عنصر مختلف لحدوث

فىنقص أو زيادة الكترون البلورىتركيبها

تكون عوازل جيدة درجة حرارة فى

الصفر قريبة من المطلق

ون مثل السيليكوالجرمانيوم

(الوصلة الثالثية ) الترانزستور

هيصثال صش ائحص ليقةصمتصأشوتهصادم يالتص•.ادمناليقة

:ةيستخدم الترانزستور في العديد من االجهز•

الكمبيوتر-3الراديو-2التليفزيون-1

الموصالت

الفائقة

كةباستمرارحرتتميز

ة االلكترونات المكون

لها إلي ماال نهاية

بمجرد تكون تيار

داخلها

تم اكتشاف موصالت فائقة

تعمل في درجة حرارة أعلي وهي مركبات k0 100من

غير فلزية

هي بعض الفلزات التي

تكتسب قدرة غير محدودة

مقاومة ) على التوصيل

في درجة حرارة ( صفر

ر منخفضة قريبة من الصف

المطلق

يل قطار مصمم على قضبان مصنوعة من موواد فائقوة التوصو

يجوة عندما تبرد لدرجة الحرارة المطلوبوة يرتفوع القطوار نتو

اء وهوذا كأنوه يسوير فوي الهووويصوبح والتنافر المغناطيسي

يقلل من استهالك الوقودوما يمنع االحتكاك

(قطة ) شعر هرة فرك–2تمشيط الشعر أمام مرآه-1

عند دلك ساق الزجاج بالحرير •

يكتسب الزجاج شحنه موجبة مسببة

انفراج ورقتي الكشاف الكهربائي عند

.التقريب أو اللمس

• تاالبونيبالفرو يكتسب أبونيتعند دلك ساق

يمكن مالحظة ذلك من خالل وشحنه سالبة

انفراج ورقتي الكشاف عند تقريب أو اللمس

المشحونة بشحنة سالبة األبونيتساق

.جسم مشحون إلى جسم آخر بالتالمس المباشر االلكترونات من انتقال وه

. الخارجية للموصالت األسطح تتوزع الشحنات على : عللي

(متعادلة) مادة عازلة العازلة المادةتنتقل بعض الشحنات الى

للحصول على و عند موضع التالمس فقط

المس الجسمييجب أن توزيع متماثل

عدة نقاط من الجسم العازل المشحون

( متعادلة )مادة موصلة ل تنتقل بعض الشحنات الى الموص

. وتتوزع علي سطحه الخارجي

ابهج بسبب قوة التنافر بين الشحنات المتش

لنوعكيف يمكن شحن موصالن بشحنتين متساويتين فى المقدار ومختلفتين فى ا

.المتعادالن( الموصالن)الكرتان تالمس -1

ادة تقرب ساق سالبة الشحنة من الموصلين فيحدث اع-2

.توزيع الشحنات

اق فصل الموصالن عن بعضهما البعض فى وجود الس-3

.المشحونة

الكرتان ابعاد الساق المشحونة ومالحظة ان -4

دار شحنتا بشحنتين متساويتان فى المق( الموصالن )

.ومتعاكستان فى المقدار

المعلق بخيط عازل تكون شحنته الكلية صفر ( a)المتعادل الموصل -1

نات عند تقريب ساق مشحونة بشحنة سالبة بالقرب من الموصل يحدث توزيع شح-2

الموصل

وجبة عند مالمسة الكرة باليد تزال الشحنات السالبة وبالتالى أصبحت تحمل شحنة م-3

تنجذب الكرة الموجبة إلى الساق السالبة -4

يجة انتقال تالمس الكرة الساق السالبة فتعادلت شحنة الكرة ثم اصبحت سالبة نت-5

(باللمس شحن ) الساق االلكترونات إليها من

.حدوث تنافر بين الساق والكرة بسبب تشابه شحنتيهما -6

(الصاعقة –البرق ) الرعدية العواصف -1

مانعة الصواعق-2

زاء بين أجكهربائىتفريغ هو

من السحابة وال يصل إلى

.األرض

هما ماذا يحدث عند اقتراب سحابتين من بعض

البعض ؟

ة هو ظاهرة طبيعية تحدث نتيج: البرق

لفة التفريغ الكهربائى بين السحب المخت

ماذا يحدث عند اقتراب سحابه من األرض

الصواعق ؟فى عدم وجود مانعة

ريغ ظاهرة تحدث نتيجة التف:الصاعقة هى

الكهربائى بين السحب وسطح االرض

المشحونتين بشحنتين مختلفتين

- -

+

++

++

-

- -

+ -+ -+ -

+ -+ -

+ -

+ -

+ -+ -

*

بسبب استقطاب جزيئات الورق حيث الجانب الموجب

للشحنة أقرب إلى المشط السالب فيحدث تجاذب

بينهما

حتى يتالمسان وبعد االلتصاق يحمالن بنفس الشحنة

السالبة فيحدث تنافر

-

-

-

بطارية فولتا

االميتر جهاز يقيس شدة التيار الكهربائي في

الدائرة ويوصل على التوالي

الفولتميتر جهاز يقيس فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين في الدائرة ويوصل على التوازي

: قانون أوم ينص على أن فرق الجهد بين طرف مقاومة ثابتة يتناسب

طرديا مع شدة التيار المار فيه عند ثبات

درجة الحرارة

دائرة قانون أوم

يستخدم لقياس فرق الجهد

الكهربائي و يوصل على التوازيرجهاز فولتميت

أ سلك موصل ب

بطارية مفتاح كهربي

- +يستخدم لقياس شدة التيار

الكهربائي و يوصل على

التوالي

Aجهاز أميتر

(ريوستات ) مقاومة متغيرة

V

انواع المقاومات تبعا لقانون أوم

وجه المقارنةالمقاومات

االومية

المقاومات الالأومية

(غير أومية )

شكل العالقة

( V, I )بين

عالقة طردية

خطية

عالقة

طردية ال خطية

مقدار التغير

( V, I )في

غير متساويمتساوي

الرسم

V

I I

V

المقاومة الكهربائيةالكهربائيفرق الجهد شدة التياروجه المقارنة

التعريف

كمية الشحنات التي تمر

خالل أي مقطع في الثانية

الواحدة

المبذولمقدار الشغل

لنقل وحدة ( الطاقة )

الشحنات بين هاتين

النقطتين

االعاقة التي تواجهها

ها االلكترونات أثناء انتقال

في الموصل

IVRالرمز

= I =Vالقانون المستخدم

Ω )االوم ( v )الفولت ( A )االمبير وحدة القياس )

الجهاز المستخدم

للقياس وطريقة

توصيله في الدائرة

االميتر ويوصل على

التوالي

الفولتميتر ويوصل على

التوازياألوميتر

رمز الجهاز

المستخدم

م مقاومة متغيرة

ثابتةمقاومة

A

LR

A

V

تحدث الصدمة

ر نتيجة مرور تيا

م كهربائي في جس

االنسان

ما هي أسباب الصدمة الكهربائية ؟ --

ما هو تعريف الصدمة الكهربائية ؟ --

: الصدمة الكهربائية هي ي مرور تيار كهربائي كبير ف

تأثره جسم االنسان نتيجةله بفرق جهد كبير مما يسبب

األذى أو الموت

عددي العوامل التي يعتمد عليها التيار

المار بجسم االنسان؟

: التيار يعتمد على

الجهد المستخدم -1

المقاومة الكهربية لجسم االنسان -2

ه تعتمد مقاومة جسمك على ظروف 100حيث تتراوح بين حوالي

Ω اذا كان الشخص متعرقا

اذا كان Ω 500000وحوالي

جسمك جافا

تأثير التيارات الكهربائية

المختلفة على الجسم يوضحها

الجدول التالي

فسري لعدم شعور االنسان بمرور تيار ناتج --

فولت اذا لمسه بأصابع جافة ؟12عن جهد مقدره

ألن الجسم الجاف مقاومته كبيرة جدا لمرور**

ار لكن التيار فلذلك ال يشعر االنسان بمرور التييشعر بدغدغة واذا كان الجسم v 24عند

ستكون غير مريحة v 24رطبا فإن

إذا كنت واقفا :ماذا يحدث

على األرض مرتديا حذائك و

ي لمست بيدك أداه كهربائية ف

)المنزل متصلة بمصدر جهده220)V و كان بها عيب.

لن يكون ذلك كافيا إليذائك

ألن الحذاء يوفر مقاومة

كبيرة جدا بين القدمين

ن واالرض وبالتالي لن يكو

التيار كافيا إليذائك

اذا وقفت عاري القدمين في حوضاستحمام انابيبه متصلة باالرض

سوف تنخفض مقاومة جسمك بدرجة كبيرة وقد يسبب فرقالجهد مرور تيار مؤذ للجسم

يمكن لقطرات الماء التي

يل تتجمع حول مفاتيح تشغ

بعض االجهزة الكهربائية

ل مثل مجفف الشعر ان توص

التيار الكهربائي؟

ألن قطرات الماء تحتوي

على أمالح تقلل المقاومة

ور بدرجة كبيرة وتسمح بمر

تيار كهربائي

من الخطورة الوقوف عاري القدمين أثناء

االستحمام مع االمساك بجهاز كهربائي

وجود أيونات االمالح -1

الناتجة عن التعرق تساعد

على سرعة توصيل

الكهرباء

ألن مقاومة الجسم تكون -2

منخفضة جدا مما يسمح

بمرور التيار

ى عللي لقدرة الطائر ان يقف على سلك ذي جهد عالي دون ان يتأذ

ألن جميع اجزاء جسم الطائر

لها نفس الجهد الكهربائي للسلك فال يوجد فرق في

الجهد الكهربائيفال يمر تيار يسبب

لعدم وجود )الضرر للجسم فرق في الجهد بين قدميه

( لقربهما الشديد من بعضهما .

ن يتولد فرق في الجهد بي

مر جزأين من جسم الطائر في

المسار ذي معظم التيار في

المقاومة الكهربائية األقل

و الذي يصل بين هاتين

النقطتين من جسم الطائر

ة فيشعر بصدمة كهربائي

ف يشعر الطائر بصدمة كهربائية عندما يق. بقدميه على سلكين مختلفين

لن تصعق حتى ولو كان للسلك جهد أعلى بعة آالف من الفولتات من جهد االرض وحتى لو كنت ممسكا بيديك االثنين فلن

يسري تيار من يد الى اليد األخرى وذلك .. لعدم وجود فرق في الجهد بين يديك

أما اذا مددت يدك لتمسك بسلك اخر له فسوف تصعق... جهد مختلف

ما هي وظيفة الفرع الثالث في القابس أو--

الفيشة الكهربائية الموجودة في المنازل ؟

يار حتى يقوم بتوصيل الت

المتسرب من الجهاز الى

األرض فال يسبب صدمة

س كهربائية لإلنسان المالم

لذلك الجهاز أو حتى يصل

جسم الجهاز الكهربائي

مباشرة باألرض

عددي آثار الصدمة الكهربائية --

آثار الصدمة الكهربائية**

م الجساحتراق األنسجة في-1

اضطراب الوظائف -2

لألعصاب الطبيعية

إفساد مراكز األعصاب-3المتحكمة بالتنفس

ابعاد الضحايا عن

مصدر الطاقة الكهربائية مستخدما عصا خشبية

أو أي مادة عازلة

وبعد ذلك نبدأ بالتنفس االصطناعي

ماته اشرحي عملية التحليل الكهربائي وما هي استخدا

امكانية الجزيئات : عملية التحليل الكهربائي هي

ها الموجودة في سائل من أن تنكسر وتنفصل عن بعض

مرار ا: مثال على ذلك . البعض بتأثير التيار الكهربائي

التيار الكهربائي في الماء حيث تنفصل مكونات

الماء وهي الهيدروجين واالكسجين

:تستخدم عملية التحليل الكهربائي في

عند اعادة شحن بطارية السيارة -1

استخراج المعادن من المواد الخام مثل االلومنيوم -2الذي يستخرج بواسطة التحليل الكهربائي