مجموعة اسئلة عامة

السلام

اقدم لكم مجموعة اسئلة سريعة في الفيزياء :

عللي لما يلي:
س1: يفضل استخدام الخلية الجافة على عمود فولتا؟
1- خفيفة الحمل.
2- رخيصة الثمن.
3- سهلة الاستعمال، ولا تحتوي على سائل.
4- تولد تيارا كهربائيا لمدة طويلة بالنسبة لعمود فولتا.
5- إلى جانب عدم وجود الاستقطاب.
ــــــــــــــــــــ
س2: ضعف التيار الكهربي تدريجيا في الخلية البسيطة بعد مدة من قصيرة، بينما لا يحدث ذلك في الخلية الجافة؟
بسبب التصاق غاز الهيدروجين بلوح النحاس الموجب مما يشكل عازلا يسبب توقف التيار الكهربي في الخلية البسيطة بينما الخلية الجافة تحتوي على ثاني أكسيد المنغنيز MnO2 الذي يتفاعل مع الهيدروجين فيمنع تراكم الهيدروجين على قضيب الكربون ولا يحدث استقطاب حسب المعادلة التالية:
2MnO2 + H2 Mn2O3 + H2O
ــــــــــــــــــــ
س3: توقف التيار الكهربي الناشئ عن الخلية البسيطة بعد فترة قصيرة؟؟؟
أو نعمد لمسح لوح النحاس من وقت لآخر في الخلية البسيطة؟؟؟
بسبب تراكم فقاعتا غاز الهيدروجين على لوح النحاس الموجب مما يشكل عازلا يسبب توقف التيار، ويقال عندئذ أن الخلية قد استقطبت ونعمد من وقت لآخر إلى مسح لوح النحاس إزالة الاستقطاب.
ــــــــــــــــــــ
س4: تخلو الخلية الجافة من العيب الاستقطاب؟؟
أو الخلية الجافة تولد تيارا مستمرا لفترة طويلة؟؟
بسبب وجود MnO2 الذي يتفاعل مع هيدروجين ويمنع تراكم الهيدروجين على قضيب الكربون ولا يحدث استقطاب حسب المعادلة التالية:
2MnO2 + H2 Mn2O3 + H2O
ــــــــــــــــــــ
س5: وجود MnO2 في الخلية الجافة؟
حتى يتفاعل مع الهيدروجين الناتج من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الخلية فيمنع تراكمه على القضيب الكربون فلا يحدث استقطاب حسب المعادلة: 2MnO2 + H2 Mn2O3 + H2O
ــــــــــــــــــــ


س6: الخلية الجافة غير عكوسة؟
لأنه باستنفاذ طاقتها الكيميائية لا يمكن شحنها مرة أخرى بالطاقة الكهربية.
ــــــــــــــــــــ
س7: المركم الرصاصي جهاز عكوس؟
لأنه يتم فيه تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية أثناء الشحن وبالعكس، أي يتحول الطاقة الكيميائية على طاقة كهربائية أثناء التفريغ.
ــــــــــــــــــــ
س8: يتضاءل توهج المصباح المتصل بالمركم إلى أن ينطفئ عند استخدامه لعدة ساعات ( بعد استخدام المركم لعدة ساعات يصبح غير قادر على إنتاج تيار كهربي )؟
لأن كلا من الرصاص وثاني أكيد الرصاص يتحول إلى كبريتات الرصاص وهي مادة صلبة غير قادرة للانحلال تتراكم على القطبين، فيصبح تركيب المركم المفرغ PbSO4 – H2SO4 - PbSO4
أي أن القطبين متشابهين مما يسبب انعدام فرق الجهد ( فقد صفات الخلية الكهربائية ) فلا يعود قادرا على إنتاج تيار كهربي.
ــــــــــــــــــــ
س9: تفضل المراكم الكهربائية على الخلايا الكهربائية الابتدائية؟
لأن الخلايا الابتدائية لا تعد صالحة للأسباب التالية:
أجهزة غير عكوسة – وجود الاستقطاب – المقاومة الداخلية لها كبيرة – لا تعطي تيارا ثابتا لمدة طويلة – استنفاذ موادها الكيميائية.
ــــــــــــــــــــ
س10: يعتبر المركم الرصاصي أفضل الخلايا الكهربائية؟
لأن عمليتي الشحن والتفريغ يمكن أن تكرر عدة مرات قبل أن يصبح المركم غير صالح للاستعمال
– ذو مردود جيد يعطي تيارا ذو شدة عالية – جهاز عكوس أي تتحول فيه الطاقة الكيميائية إلى كهربائية وبالعكس.
ــــــــــــــــــــ

س11: إضافة بضع قطرات من حمض الكبريتيك المركز إلى الماء المقطر عند تحليله كهربائيا؟
لأن الماء المقطر ناقل ضعيف للتيار الكهربي وتضاف إليه بضع قطرات من الحمض ليزيد من عدد الأيونات الناقلة للشحنات الكهربائية.
ــــــــــــــــــــ
س12: إذابة كلوريد الصوديوم في الماء يجعل المحلول وسطا ناقلا؟
لأن إذابة NaCl تتفكك على أيوناتها أيونات الصوديوم الموجبة Na أيونات الكلور السالبة Cl وتصبح حرة، ووجود هذه الأيونات الحرة في المحلول المائي يجعلها وسطا ناقلا للكهرباء، وتسمى هذه المواد المذبة بالإلكتورليتات.
ــــــــــــــــــــ
.................................................. ....................................

تعاليل الفصل الثامن

عللي لما يلي:
س1: المجال المغناطيسي في بقعة صغيرة منتظم؟
لأن اتجاه المجال المغناطيسي وقيمته ثابتة لا تتغير في كل نقطة من نقاط تلك البقعة.
ــــــــــــــــــــ
س2: يتجاذب السلكين المتوازيين عندما يمر بهما تيار كهربي في اتجاه واحد؟
يكون اتجاه المجالين المغناطيسيين عند نقطة بين السلكين مختلفا حسب قاعدة أمبير لليد اليمنى، أي تصبح محصلة المجالين بين السلكين أقل منها خارجهما؛ نتيجة لذلك يتحرك السلك نحو المجال الأضعف، أي يحدث تجاذب بين السلكين.
ــــــــــــــــــــ
س3: يتنافر السلكين المتوازيين عندما يمر بهما تيار كهربي في اتجاهين مختلفين؟
يكون اتجاه المجالين المغناطيسيين عند نقطة بين السلكين واحد وتصبح محصلة المجالين عند هذه النقطة أكبر منها عند نقطة خارجهما فيتحرك نحو المجال الأضعف فيحدث تنافر بين السلكين.
ــــــــــــــــــــ
س4: يتوقف دوران ملف مستطيل يمر به تيار كهربي موضوع في مجال مغناطيسي منتظم عندما تكون الزاوية بين العمودي عليه والمجال=صفر؟
عزم الازدواج = ن ت حم س جاهـ ، وبما أن الزاوية هـ = صفر
إذن: جاهـ = صفر ، إذن عزم الازدواج المؤثر على الملف = صفر.
ــــــــــــــــــــ

س5: يتولد تيار تأثيري عند حركة قضيب مغناطيسي داخل ملف لولبي بينما ينعدم التيار عند توقف حركة القضيب؟
يتولد التيار التأثيري لأنه في حركة القضيب يتغير التدفق المغناطيسي مؤديا إلى تولد قوة محركة كهربية و تأثيرية ينتج عنها تيار تأثيري، وفي حالة توقف القضيب لا يحدث تغير في التدفق المغناطيسي مما يؤدي إلى انعدام التيار.
ــــــــــــــــــــ
س6: يتولد قطب شمالي في ملف لحظة إدخال القطب الشمالي لمغناطيس فيه؟
طبقا لقانون لنز: ( أن التيار الكهربي المتولد يعاكس السبب الذي أحدثه ) دخول القطب الشمالي لمغناطيس في ملف ينشأ في طرف الملف القريب ( طرف الإدخال) قطب شمالي يقاوم دخول القضيب المغناطيسي.
ــــــــــــــــــــ
س7: وجود إشارة سالبة في قوانين الحث الكهرومغناطيسي؟
وجود الإشارة السالبة في القانون وذلك حسب قانون لنز ( أن اتجاه التيار المتولد يعاكس السبب الذي أحدثه ) أو لأن التيار التأثيري المتولد نتيجة تغير التدفق المغناطيسي خلال دائرة يعاكس السبب الذي أدى إلى تولد هذا التيار.
ــــــــــــــــــــ



س8: نمو التيار في سلك مستقيم يكون أسرع من نموه في عملية عكوسة؟
لأن الملف اللولبي يتولد به تيار ذاتي، يقاوم السبب الذي أحدثه، بينما في السلك المستقيم لا يوجد تيار ذاتي، أي لا يوجد تغير بالتدفق.
ــــــــــــــــــــ
س9: التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي عملية عكوسة؟
لأن التيار المغناطيسي يولد مجال كهربي والعكس صحيح، مثلا عند مرور التيار في سلك موازي لإبرة مغناطيسية نجد أن الإبرة تنحرف عن وضعها، مما يدل على أن التيار له أثر مغناطيسي، والمغناطيس له تأثير كهربي، فعندما يتغير التدفق المغناطيسي يؤدي إلى توليد قوة محركة تأثيرية.
ــــــــــــــــــــ
س10: حدوث شرارة كهربية في قاطعة الدائرة الكهربية أثناء قطع التيار؟
أثناء قطع التيار ينعدم ويصل إلى الصفر بسرعة، فيتولد في نفس القاطعة قوة محركة تأثيرية تحاول الإبقاء على التيار الكهربي في الدائرة، أي تقاوم هبوطه فتسبب حدوث الشرارة.



[b]دوائر التيار الكهربائي المستمر


سبق وأن تعرفت على مختلف أنواع الخلايا التي هي مصادر الطاقة الكهربائية ، ونود أن نشير هنا أن التيار الكهربائي الذي نحصل عليه من هذا النوع من المولدات يسمى التيار المستمر
( DC ) وسمي بذلك لأن اتجاههه لا يتغير مع الزمن أما التيار الذي يتغير اتجاهه بتغير الزمن فيسمى بالتيار المتردد ( AC ) مثل التيار الكهربائي في المنزل .

القوة المحركة الكهربائية تعرف بأنها : مقدار الطاقة التي يعطيها المولد لكل كولوم يجتازه .

وتحسب بالقانون : قم = ط / ش

ووحدتها : جول / كولوم أي فولت .

المقاومة الكهربائية:

هي خاصية ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربائي فيه مما ينتج عنها ارتفاع في درجة حرارته

وحدتها :

الأوم وهو مقاومة ناقل يمر به تيار شدته ا أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه 1 فولت

وظائفها:

1- حماية الدوائر الكهربائية- مثل فيوز المكيف

2- التحكم في شدة التيار المار في الدائرة - مثل مفتاح الصوت في الراديو

أنواعها :

1- ثابته

2- متغيرة

كما أنها تقسم حسب المادة المكونة لها إلى مقاومة سلكية ومقاومة كربونية

العوامل المؤثرة على على قيمة المقاومة الكهربائية:

1- طول الموصل

2- مساحة مقطع الموصل

3- نوع الموصل

المقاومة النوعية:

هي مقاومة موصل منتظم المقطع طوله وحدة الاطوال ومساحة مقطعه وحدة المساحات

حساب المقاومة النوعية

علاقة المقاومة النوعية بدرجة الحرارة :

من د = من. ( 1 + ثا x د ).

المواصلات هي النواقل التي تزداد مقاومتها مع ارتفاع درجة الحرارة فهي إذن تقل مع انخفاض درجة الحرارة ولكنها لا تصل إلى الصفر إلا انه يوجد عدد قليل من المركبات تتميز بأن مقاومتها تصل إلى الصفر عند تبريدها إلى درجة حرارة معينه تسمى الدرجة الحرجة وتسمى مثل هذه النواقل النواقل فائقة التوصيل .

أول من اكتشف مثل هذه المواد الهولندي كامرلين أونس 1911 هـ حيث لا حظ أن الزئبق تنعدم مقاومته عند درجة 4.2 كلفن .

واليوم توجد آلاف من المواد والمركبات فائقة التوصيل مثل الألومنيوم ، الخارصين ، الرصاص ولكل منها درجة حرجة خاصة بها تعتمد على التركيب الكيميائي والضغط والتركيب البلوري للمادة .

ومن الجدير بالذكر أن الذهب والفضة والنحاس التي تعتبر من أفضل الموصلات لا تظهر فيها خاصية التوصيل الفائقة .

قانون أوم
قانون أوم :عند ثبات درجة الحرارة تتناسب شدة التيار المار في موصل طردياً مع فرق الجهد بين طرفيه .




قنطرة وتستون

تركيب القنطرة :

مقاومتان معلومتان ، مقاومة متغيرة معلومة ( صندوق مقاومات ، مقاومة مجهولة ، جلفانومتر ، مولد ، أسلاك توصيل ، قاطعة .

خطوات التجربة :

1- نص الدائرة كما هو موضح بالشكل ( 8-5 ) .

2- نغلق القاطعة .

3- نغير في مقاومة ( صندوق المقاومات إلى أن تصبح قراءة الجلفانومتر صفر .

4- نعوض في القانون : م1/م2 = م4/م3 .

أي أن المقاومة على المقاومة التي تليها في مرور التيار في الفرع الأول تساوي المقاومة على المقاومة التي تليها في مرور التيار في الفرع الثاني .

قنطرة وتستون المترية

تركيب القنطرة :

سلك موصل منتظم المقطع ، مقاومة معلومة ، مقاومة مجهولة ، جلفانومتر ، مولد ، أسلاك توصيل ، قاطعة .

خطوات التجربة :

1- نص الدائرة كما هو موضح بالشكل ( 8-6 ) .

2- نغلق القاطعة .

3- نحرك زالق الجلفانومتر إلى أن تصبح قراءة الجلفانومتر صفر أي أن القنطرة في حالة اتزان .

4- نعوض في القانون : م1/م2 = ل1/ل2

م1/م2 = ل1/100-ل1

الأوميتر

الاوميتر جهاز مصمم لحساب قيمة المقاومة مباشرة في أي جزء من أجزاء الدائرة ، ويتركب من :

1- مولد ( بطارية ) .

2- جلفانومتر .

3- مقاومة ثابتة .

4- مقاومة متغيرة .

5- فجوة لتثبيت المقاومة المجهولة .

ويتم تدريج الجلفانومتر بوحدات المقاومة بدلاً من وحدات شدة التيار وبالتالي فإن قراءة الجلفانومتر تدل على قيمة المقاومة المجهولة مباشرة .

قانون جول


قانون جول : كمية الحرارة المتولدة في ناقل تتناسب طردياً مع مربع شدة التيار ومقاومة الناقل وزمن مرور التيار الكهربائي .


العوامل المؤثرة في كمية الحرارة المتولدة في ناقل :

1- مربع شدة التيار .

2- مقاومة الناقل .

3- زمن مرور التيار .

ح X ثابت = م X ت2 X ز

ح = م X ت2 X ز / ي حيث ( ي ) مكافئ جول .

الإثبات :

ط = جـ X ش وبما أن جـ = م X ت

إذن ط = م X ت X ش وبما أن ش = ت X ز

إذن ط = م X ت X تX ز

ط = م X ت2 X ز

وبما أن ط الكهربائية = ط الحرارية

إذن ط الحرارية = م X ت2 X ز حيث ط = ح / ي

القدرة الكهربائية

القدرة هي الشغل المبذول خلال وحدة الزمن .



القدرة = ط / ز

= جـ X ش / ز

= جـ X ت X ز / ز

إذن القدرة = جـ X ت

حساب التكاليف :

عندما يعمل جهاز قدرته ( قد ) خلال زمن قدره ( ز ) وكان سعر الكيلو وات ساعة هو ( س ) هللة فإن تكاليف هذا الجهاز تعطى بالعلاقة التالية :

التكاليف = قد X ز X س

حيث ( قد ) بالكيلو واط ، والزمن ( ز ) بالساعة ، والتكاليف بالهللة .

قانونا حفظ الشحنة والطاقة


قانون حفظ الطاقة الكهربائية :الطاقة الكلية لأي دائرة كهربائية معزولة هي مقدار ثابت .

قانون حفظ الشحنة :كمية الشحنة الكهربائية في دائرة كهربائية معزولة هي مقدار ثابت .

= ط0 + ط1

قم X ش = ت2 X م0 X ز + ت2 X م X ز

قم X ت X ز = ت X ز ( ت X م0 + ت X م )

قم = ت X م0 + ت X م

قم = ت ( م0 + م )

قم = ت م

جـ = م X ت Ü قم = جـ X ت X م0



قانونا كيرشوف
القانون الأول :

عند كل نقطة تجمع أو تفرع للتيار يكون :

مجموع التيارات الداخلة = مجموع التيارات الخارجة [/u][/
B]

ت الخارجة = ت الداخلة

. ت = صفر

القانون الثاني :

المجموع الجبري للقوى المحركة الكهربائية ( في الدائرة الكهربائية المغلقة والمعزولة ) يساوي المجموع الجبري لحاصل ضرب شدة التيار في المقاومات التي يمر فيها هذا التيار .

. قم = ت م

توجد عدة طرق لحل المعادلات الناتجة عن تطبيق قانوني كيرشوف أشهرها

1- طريقة المحددات

2- حل المعادلات الجبرية آنيا

3- حل المعادلات بالآلة الحاسبة


وسأقتصر على الإشارة لأهم النقاط التي يفضل اتباعها للوصول إلى الحل بسرعة ودون خطأ بإذن الله ونظرا لأن أمثلة الكتاب تقتصر على الدوائر ثنائية وثلاثية المسار فسأكتفي بها أيضا

1- إن التيار الكهربائي حين يسير في دائرة ثلاثية المسار يتفرق في مسارين ويجتمع في المسار الثالث

مثال ت3 = ت1 + ت2


2- طبق القانون الثاني لكيرشوف مع مراعاة اختيار المسارين اللذين يمران بالمسار الذي يجتمع فيه التيار

أي الذي يمر به ت3 في المثال السابق مع ملاحظة :

-
+


اتجاه التيار المفروض عكس اتجاه التيار الاصطلاحي
اتجاه التيار المفروض نفس اتجاه التيار الاصطلاحي
ت

الاتجاه الاصطلاحي للبطارية عكس اتجاه التيار الاصطلاحي للدائرة
الاتجاه الاصطلاحي للبطارية نفس اتجاه التيار الاصطلاحي للدائرة
قم


ملاحظة : إن اتباعك للخطوات التالية سيريحك من الاشارة السالبة للتيارات حيث أن التيار دائما موجب في هذا الطريقة فقط .

منقول : http://www.bdr130.net/vb/t103645.html