شرح الفصل الاول التيار الكهربي مادة الفيزياء الجزء الأول

بسم الله الرحمن الرحيم

شرح الفصل الاول التيار الكهربي مادة الفيزياء للثانوية العامة تقديم مستر كريم عبده

لمشاهدة الجزء الثاني اضغط هنا

التيار الكهربي : هو فيض أو سيل من الشحنات الكهربية تنتقل من نقطة الى اخري .

الشحنة الكهربائية نوعان :

1- موجبه                                                                               2-سالبه

 حاملات الشحنة

1- الالكترونات                           2- الايونات                     3- الفجوات                                4- البرتونات

التيار الكهربي للموصل المعدني : هو فيض أو سيل من الالكترونات السالبة تسري بين طرفي الموصل .

هناك بعض المواد تسمح بتوصيل التيار الكهربي لأنها تحتوي علي الكترونات حرة بينما بعض المواد

عازلة للتيار الكهربي لأنها لا تحتوي علي الكترونات حرة لأن هذه الالكترونات تكون مقيدة بقوة

التجاذب بينها وبين النواة

الالكترونات الحرة : هي الالكترونات التي يكون ارتباطها بالنواه ضعيفاً ولها قدرة علي الانتقال بين

الذرات وتكون حركتها عند غياب المجال الكهربي عشوائية وتصطف عند تسليط مجال كهربي عليها

وتتحرك عكس المجال الكهربي

إتجاه التيار الكهربي : يمكن التعبير عن اتجاه التيار الكهربي بطريقتين

 

(1) الاتجاه التقليدي أو الاصطلاحي : هو حركة الشحنات الموجبة داخل الموصل من القطب الموجب

الى القطب السالب خارج المصدر ومن القطب السالب الى القطب الموجب داخل المصدر

(2) الاتجاه الفعلي أو الحقيقي أو التيار الالكتروني : هو حركة الشحات السالبة عبر الموصل من القطب السالب الى القطب الموجب خارج المصدر ومن القطب الموجب الي القطب السالب داخل المصدر

 

ملحوظة هامة

لا يشحن موصل عند مرور تيار كهربي فيه ؟

• لأن التيار الكهربي عبارة عن شحنات كهربية تندخل من أحد طرفي السلك وتخرج من الطرف الاخر

بنفس المعدل أي أن محصلة الشحنة عبر الموصل تساوي صفر

توضيح هام للفهم :

الموصلات تحتوي علي عدد كبير جداً من الالكترونات الحرة لذا فإنه عند توصيل سلك موصل بطرفي

بطارية فإن الالكترونات تتدفق في السلك وعندما يتم توصيل السلك ينتج فرق جهد بين طرفي البطارية

يعمل علي ايجاد مجال كهربي داخل السلك ويكون موازياً له تنجذب الالكترونات الحرة من احدي

نهايتي السلك الى الطرف الموجب وفي الوقت نفسه تغادر الكترونات اخري الطرف السالب للبطارية

وتدخل السلك عند الجانب الاخر هناك تدفق مستمر للإلكترونات خلال السلك يبدأ عندما يتم توصيل

السلك بطرفي البطارية وعلي اي حال عندما وضع مصطلحاً الشحنة الموجبة والسالبة قبل قرينين من

الزمن افترض ان الشحنة الموجبة هي التي تتدفق في السلك وللغايات جميعها تقريباً فإن تدفق

الشحنة الموجبة في اتجاه ما يكافئ تماماً تدفق الشحنة السالبة في الاتجاه المعاكس في الوقت الحاضر ما

زلنا نستعمل المصطلح التاريخي لتدفق الشحنة الموجبة عندما نناقش اتجاه التيار لذلك عند الحديث

عن اتجاه التيار في دائرة فإننا نعني الاتجاه الذي يجب ان تتدفق فيه الشحنة الموجبة ويسمي بالتيار

الاصطلاحي وعندما نريد الحديث عن اتجاه تدفق الالكترونات فإننا نذكر صراحتاً أنه تيار الكتروني

في السوائل والغازات يمكن لكلا الشحنتين ( ايونات ) أن تتحركا .

 

العناصر ” المكونات الاساسية للدائرة الكهربية ”

(1) المادة الموصلة : عبارة عن أسلاك من المعادن مثل ” النحاس والالمونيوم ”

(2) البطارية : مضخة الشحنات الكهربية ” مصدر حركة الشحنات الكهربية ”

(3) المفتاح : التحكم في مرور التيار الكهربي عن طريق احتمالين .

* المفتاح مفتوح لا يمر تيار كهربي : بسبب وجود هواء ببين طرفي المفتاح عازل التيار الكهربي

• المفتاح مغلق يمر تيار كهربي

بعض رموز الدائرة الكهربية

 

(4) جهاز الاميتر : يستخدم لقياس شدة التيار الكهربي ويوصل في الدائرة علي التوالي حتي يقيس

التيار المراد قياسه في الدائرة

(5) المقاومة : وهي الممانعة التي يلقاها التيار الكهربي اثناء مروره في الموصل

” مقاومة مصباح – مقاومة جهاز ”

(6) جهاز الفولتميتر : يقيس فرق الجهد بين نقطتين والقوة الدافعة  الكهربية ويوصل في الدائرة علي

التوازي

(7) مقاومة الريوستات ” مقاومة متغيرة ” : تعمل علي التحكم في شدة التيار الكهربي

عن طريق تغيير طول السلك حيث أن عند زيادة طول السلك تزداد المقاومة الكلية فيقل شدة التيار

الكهربي والعكس

بعض مصطلحات التيار الكهربي للموصل :-

 

(1) شدة التيار الكهربي للموصل ( I ) : مقدار الكمية الكهربية التي تسري عبر مقطع من الموصل في الثانية الواحدة

I  = 

ملحوظة  ⁽¹⁾ 

(1) وحدة قياس شدة التيار الكهربي :-

الامبير =                 A =

ملحوظة ⁽²⁾

 

عشان تعرف أي وحدة قياس لكمية فيزيائية لازم نعرف حاجتين

• هي وحدة قياس كمية فيزيائية ايه
• تعرف بمقدار الوحدات

تعريف الامبير : هو شدة التيار الكهربي المار في موصل عندما تمر كمية كهربية قدرها 1 كولوم في زمن  قدره 1 ثانية

ملحوظة ⁽³⁾

ما هي كمية الشحنة الكهربية عبر الموصل ؟

الموصل يحتوي علي عدد من الالكترونات كبير جداً وكل الكترون له شحنة سالبة ثابتة =

e   =   1.6 x  c                                   Q = N x e

حيث أن N  هي عدد الالكترونات الحرة

س : احسب عدد الالكترونات المارة في الموصل لكمية كهربية مقدارها 1 كولوم ؟

Q = N x e

1  =  N x 1.6 x                        N  =     =  6.25 x 10¹⁸ إلكترون

تقاس الكمية الكهربية بوحدة قياس ” الكولوم ”

الكولوم : هو كمية كهربية التي عند مرورها في موصل خلال ثانية واحدة ينتج عنه مرور

تيار شدته 1 أمبير

ملحوظة ⁽⁴⁾

عندما يتحرك الالكترون لذرة في مسار دائري مغلق يتولد تيار كهربي

لحساب شدة التيار الكهربي لذرة تحرك في مسار مغلق

(1) حساب الزمن الدوري T

T   =   =

حيث أن r هي نصف قطر المسار المغلق و v هي سرعة الالكترون في المسار

لو  أعطي عدد دورات  nفي زمن معين t نحسب التردد (  )

 

فرق الجهد بين نقطتين {V}

 

تعريف فرق الجهد بين نقطتين V   : مقدار الشغل المبذول لنقل كمية كهربية مقدارها 1 كولوم بين نقطتين

V  =

ملحوظة ⁽¹⁾

وحدة قياس فرق الجهد الكهربي

فولت وهو يكافئ                          V  =

تعريف الفولت : فرق الجهد بين نقطتين عندما تنتقل بينهما شحنة مقدارها واحد كولوم يكون الشغل

المبذول واحد جول

ملحوظة ⁽²⁾

تقاس القوة الدافعة الكهربية ” بنفس وحدة قياس  فرق الجهد الكهربي  ”

( فولت = جول ÷ كولوم )                                 C V   =   J

تعريف القوة الدافعة الكهربية لمصدر ( emf ) V_B : هي الشغل الكلي المبذول لنقل شحنة كهربية مقدارها  1 كولوم داخل وخارج المصدر ( خلال دائرة مغلقة )

ملحوظة ⁽³⁾

يمر التيار الكهربي من النقطة الاعلي في الجهد  الى النقطة الاقل في الجهد

اذا كان نقطتين لهما نفس الجهد لا يمر تيار كهربي بينهما

يلزم بذل الشغل لنقل الشحنات الكهربية من نقطة الى اخري للتغلب علي المقاومة بين نقطتين

 

المقاومة الكهربية ( R )

المقاومة الكهربية : هي الممانعة التي يلقاها التيار الكهربي أثناء مروره في الموصل

س : كيف تنشأ المقاومة عن طريق التصادمات بين ذرات مادة الموصل والالكترونات الحرة وهذه التصادمات هي التي تعوق التيار الكهربي

وحدة قياس المقاومة الكهربية هي : الاوم   

ضرر المقاومة الكهربية :- 

تفقد جزء من الطاقة الكهربية علي هيئة طاقة حرارية

الغرض من المقاومة الكهربية :-

1- التحكم في شدة التيار لكل جهاز

2- تستخدم في بعض الاجهزة التي تعتمد علي الطاقة الحرارية مثل (السخان الكهربي والدفاية)

المقاومة الكهربية نوعان

1- مقاومة أومية                                                                 2- مقاومة غير اومية

( الفلزات ) 

                                                         ( الصمام الثنائي والصمام الثلاثي )

المقاومة الاومية نوعان

1- مقاومة ثابتة ( R )                                  2- مقاومة متغيرة ( ريوستات )

 

 

قانون أوم للموصل

شرط تطبيق قانون أوم  : أن تكون درجة الحرارة ثابتة وقانون أوم خاص لبعض لمواد الموصلة

نص القانون : عند ثبوت درجة الحرارة يتناسب شدة التيار الكهربي المار في الموصل طردياً مع فرق  الجهد بين طرفي الموصل .

I   V                                     I  =  const V                          I  =    V

I  =                                     V  = I R

كيف يتحقق قانون أوم عملياً

V	2	4	6	8
I	1	2	3	4

ملحوظة ⁽¹⁾

شدة التيار تتناسب طردياً مع فرق الجهد عند ثبوت المقاومة

I  =

وشدة التيار تتاسب عكسياً مع المقاومة عند ثوبت فرق الجهد

ملحوظة ⁽²⁾

مقاومة الموصل لا تعتمد علي شدة التيار الكهربي ولا فرق الجهد

 

أسئلة هامة على التيار الكهربي تقيس مستوي فهمك للشرح :

 

(1) الاجسام العازلة لا توصل التيار الكهربي بسبب

(أ) عدم وجود الكترونات                              (ب) توجد الكترونات ولكنها ضعيفة الحركة ومقيده

(ج) توجد الكترونات سريعة الحركة                (د) جميع ما سبق

 

(2) في الشكل المقابل حدد علي الرسم الاقطاب

(3) شعاع الكتروني يتحرك من اعلي الى اسفل نقطة A الى نقطة B  فإن جهد A ……… جهد B

(أ) اكبر                          (ب) نفس                         (ج) أقل                    (د) لا توجد علاقة

 

(4) محصلة الشحنة الكهربية عند أي جزء من اجزاء السلك …………………

(أ) أكبر من الصفر                                             (ب) اقل من الصفر

(ج) يساوي الصفر                                              (د) كل ما سبق

 

(5) جهد القطب الموجب ………………….. جهد القطب السالب

(أ) أقل من                                                      (ب) أكبر من

(ج) يساوي                                                      (د)  أكبر أو أقل

 

 (6) الشكل المقابل حدد علي الرسم الاقطاب واذا كان جهد x 10 فولت

فإن جهد y ……………………

(أ) 10 v                                                        (ب) 20 v

(ج) 5 v                                                        (د) 0 v

 

(7) إذا كانت مقاومة الموصل 20 أوم مار تيار شدة 2 أمبير عندما يمر تيار شدته 4 أمبير فإن مقاومة الموصل تصبح ………………

(أ)  10                                                     (ب) 20

(ب) 40                                                     (د) 5

 

 (8) عند زيادة فرق الجهد بين طرفي الموصل الى الضعف فإن شدة التيار المارة في الموصل ………..

(أ) تظل ثابتة                                                  (ب) تقل للنصف

(ج) تزداد للضعف                                            (د) تزداد لأربع أمثالها

 

(9) وبينما مقاومة الموصل ……………………..

(أ) تظل ثابتة                                                  (ب) تقل للنصف

(ج) تزداد للضعف                                            (د) تزداد لأربع أمثالها

 

(10) يمر تيار I في المقاومة R كما بالشكل                                    

 

(11) أي نقطتين أعلي جهد …………

(أ)  A                             (ب) B

 

(12) أي النقطتين شدة التيار أكبر ……………………….

(أ)  A                                            (ب) B                          (ج) A = B

 

الى لقاء في الجزء الثاني من الفصل الاول التيار الكهربي في مادة الفيزياء للثانوية العامة على منصة كتاتيب .