ملتقى الفيزيائيين العرب - عرض مشاركة واحدة - إتحاف النجباء بشرح أسس الكهرباء ( شرح الكهربية والمغناطيسية )
عرض مشاركة واحدة
  #6  
قديم 24-10-2007, 17:19
الصورة الرمزية ناصر اللحياني
ناصر اللحياني
غير متواجد
المُشـــرف العـــام
أبو صــالح وجُمــانة وراشــد
 
تاريخ التسجيل: Feb 2006
الدولة: مكة المكرمة
المشاركات: 14,476
افتراضي رد: إتحاف النجباء بشرح أسس الكهرباء ( شرح تفصيلي مع مناقشة شاملة للفصول : 5 ، 6 ، 7 ،

شحن الأجسام Charging




يمكن شحن الأجسام بطرق ثلاث ، هي :

أ - الشحن بالدلك : إذا دلك ( حك ) جسمان متعادلان من مادتين مختلفين أو تلامسا جيدا فإن بعض الإلكترونات تنتقل من أحد الجسمين للآخر ، وعدد الإلكترونات التي يفقدها أحد الجسمين يساوي تماما عدد الإلكترونات التي يكتسبها الجسم الآخر ، لذلك تكون شحنتاها متساويتين في المقدار، مختلفتين في النوع ، مثل دلك ساق من الزجاج بالحرير فتنتقل الشحنة من الزجاج إلى الحرير ويكون الزجاج مشحون بشحنة سالبة أو دلك ساق من البلاستيك بقطعة من الصوف.

[FLASH="http://www.phys4arab.net/vb/images/sharh/Electro04.swf"]width=400 height=350[/FLASH]


[FLASH="http://www.phys4arab.net/vb/images/sharh/Electro05.swf"]width=400 height=300[/FLASH]

فيديو لتجربة شحن الأجسام بالدك
( قريبا )


التفسير العلمي للشحن بالدلك:


لنأخذ على سبيل المثال دلك القميص بالبالون ، فعندما تفرك قميصك ببالون، يسبب احتكاك البالون بالقميص انتقال الإلكترونات من القميص إلى البالون، مما يؤدي إلى اكتساب القميص لشحنة موجبة، نظرًا لاحتوائها على عدد من البروتونات أكبر من الإلكترونات، واكتساب البالون لشحنة سالبة لاحتوائها على إلكترونات زائدة. ولذلك يلتصق البالون بالقميص أو بأي سطح آخر مثل الجدار.


وبالمثل ما يحدث عندما تمشي فوق سجاد في يوم جاف ، حيث يؤدي الاحتكاك بين حذائك والسجاد إلى انتقال الإلكترونات من جسمك إلى السجاد، معطيًا جسمك شحنة كهربائية موجبة. وعندما تلمس مقبض الباب أو أي جسم فلزي آخر، تقفز الإلكترونات من الجسم الفلزي إلى جسمك، وحينئذ قد تشاهد شرارة وتحس بصدمة خفيفة.


وقد تتسائل بقولك ، عندما أدلك مادتين مختلفتين ببعضهما من ستصبح موجبة ومن ستصبح سالبة؟؟

العلماء رتبوا المواد حسب قدرتها على الاحتفاظ بالكتروناتها أو لخسارتها ، أطلق على هذا الترتيب ( متسلسلة الدلك الكهربائي ) .سنعرض هنا بعضاً من عناصر هذه السلسلة .في ظروف مثالية.
إذا دلكت مادتين معاً ,فإن المادة في أعلى السلسلة تفقد الكترونات وتصبح موجبة والمادة في أسفله تكتسب الإلكترونات وتصبح سالبة:


ب - الشحن بالتأثير (الحث): عند تقريب جسم مشحون شحنة موجبة مثلا من موصل معزول فإن الشحنة الموجبة للجسم الأول (الشحنة المؤثرة) تؤثر على الموصل الثاني حيث تتجاذب مع بعض الإلكترونات الحرة فيه فتتجمع هذه الإلكترونات عند الطرف القريب من الجسم المشحون وتتكون هناك شحنة سالبة في حين تتكون شحنة موجبة على الطرف البعيد والشحنة المتكونة بالتأثير تكون دائما اقل مقدارا من الشحنة المؤثرة وتختلف عنها في النوع .

[FLASH="http://www.phys4arab.net/vb/images/sharh/Electro08.swf"]width=400 height=350[/FLASH]


[FLASH="http://www.phys4arab.net/vb/images/sharh/Electro06.swf"]width=350 height=400[/FLASH]



فيديو لتجربة شحن الأجسام التاُير
( قريبا )


التفسير العلمي للشحن بالتأثير :

لنأخذ مثلا كرتين من المعدن ، ( والمعدن موصل للكهرباء لذا فهو يحوي إلكترونات حرة ) ، عند اقتراب ساق الأبونيت المشحون بشحنة سالبة تتنافر الإلكترونات في جسم الكرتين إلى أبعد نقطة عن ساق الأبونيت فتصبح الكرة القريبة مشحونة بشحنة موجبة والكرة البعيدة مشحونة بشحنة سالبة ،و عند إبعاد الكرتين تحتفظ كل كرة بشحنتها .


ج - الشحن باللمس إذا اتصل (أو تلامس) جسم موصل مشحون مع موصل متعادل فإن الموصل المشحون يفقد جزءا من شحنته إلى الموصل المتعادل أي تكون شحنتاهما من نفس النوع ، ويتم توزيع الشحنة الكلية بحيث يبقى المجموع الكلي للشحنات ثابتا ، فمثلا فإذا كان الجسم مشحون بشحنة سالبة تنتقل جزءاً من شحنته إلى الجسم الملامس له فتتوزع الشحنة السالبة بينهما ، ونفس الأمر إذا كان الجسم مشحون بشحنة موجبة.


وللكشف عن شحنة الأجسام ، نستخدم الكشاف الكهربي :

الكشاف الكهربائي:


هو جهاز يستخدم للكشف عن الشحنات الكهربائية كما ونوعا ، ويتكون من ورقتين من الذهب أو الألمنيوم مثبتتين في نهاية قضيب معدني ينتهي من أعلى بقرص معدني ويمر خلال سداد من المطاط ليحفظ في وعاء من الزجاج أو من المعدن له واجهة أو واجهتين من الزجاج تسهل رؤية الورقتين داخله.

استخدامات الكاشف الكهربائي:

[FLASH="http://www.phys4arab.net/vb/images/sharh/Electro02.swf"]width=400 height=230[/FLASH]


[FLASH="http://www.phys4arab.net/vb/images/sharh/Electro03.swf"]width=400 height=230[/FLASH]


1- الكشف عن وجود الشحنة السالبة على جسم ما :
عن طريق جعل الجسم يلامس قرص الكشاف فنلاحظ انفراج الورقتين وسبب ذلك أن جزءا من الشحنات السالبة الموجودة على الورقتين تنتقل خلال القرص والقضيب المعدني إلى ورقتين فتصبحان مشحونتين بشحنتين متماثلتين فيحدث بينهما تنافر ويكون مقدار الانفراج بين الورقتين مقياسا لمقدار الشحنة فكلما زادت الشحنة زاد الانفراج والعكس صحيح .


2- الكشف عن وجود الشحنة الموجبة على جسم ما :
عن طريق جعل الجسم يلامس قرص الكشاف فنلاحظ انفراج الورقتين وسبب ذلك أن الشحنات الموجبة التي يحملها الجسم تجذب نحوها الإلكترونات الحرة التي يحملها الموصل المعزول المكون من قرص الكشاف والقضيب المعدني والورقتين وينشأ عن ذلك أن تترك هذه الإلكترونات عددا من الشحنات الموجبة مساوية لعددها فتنفرج الورقتين وكأن الشحنة الموجبة على الجسم قد انتقلت إليها .


3 - تحديد نوع الشحنة التي يحملها جسم مشحون :
نشحن الكشاف عن طريق دلك قضيب زجاج بقطعة حرير ثم تقريب القضيب من قرص الكشاف فنلاحظ انفراج الورقتين .نلمس قرص الكشاف بالإصبع مع بقاء قضيب الزجاج قريبا من القرص ، نرفع الإصبع ثم نبعد القضيب نلاحظ أن الورقتين تبقيان منفرجتين دلالة على أن الكشاف أصبح مشحوناً بشحنة موجبة .
ثم نقرب الجسم المشحون بشحنة مجهولة من قرص الكشاف فإذا لاحظنا زيادة في انفراج الورقتين فإن ذلك يعني أن الشحنة المجهولة موجبة ، ويرجع ذلك لانجذاب الإلكترونات الحرة من على الورقتين وتجمعهما على القرص مما يؤدي إلى ازدياد عدد الشحنات الموجبة على الورقتين إما إذا قل الانفراج فنكون الشحنة المجهولة سالب .





مقاطع فيديو للكشاف الكهربي
( قريبا )


وقد حلت أجهزة إلكتروميتر تسمى كشافات كهربائية مصلابة أكثر حساسية محل الكشافات الكهربائية ذوات الأوراق الذهبية وغيرها من الكشافات البسيطة. وتحتوي هذه الأجهزة الإلكترونية على مكثفة، وهي أداة تختزن الشحنة الكهربائية. وعندما يلمس موصل المقياس الكهربائي جسماً مشحوناً، تحدث الشحنة جهداً كهربائياً صغيراً في المكثفة. ومن ثمَّ يقوم المقياس الكهربائي بتكبير هذا الجهد إلكترونيًا حتى يمكن إظهار قيمته على تدريج أو جهاز يسمى راسم الذبذبات.

يستخدم كثير من الناس الذين يعملون في مناطق الإشعاع الكشاف الكهربائي بمثابة مقياس جرعة. وهو جهاز يقيس كمية الأشعة التي يتعرض لها الإنسان. ويجب شحن الكشاف الكهربائي قبل استعماله مقياسَ جرعة. ويقوم المقياس بتفريغ شحنته تدريجياً عندما يتعرض لأشعة جاما أو أشعة سينية أو أي نوع آخر من أنواع الأشعاع. وتبين كمية الشحنة المفقودة مستوى التعرض.



رد مع اقتباس