[ناصر اللحياني]

الحمد لله وكفى ، والصلاة والسلام على النبي المصطفى

وعلـــــــى آلـــه وصحــــبه ومن أقتــــفى ، وبعــــــــد :

أخوتي النجباء .. النــبلاء ... الكرمــاء ... الفضــلاء ...

الســـــــلام عـليكــــــم ورحمـــــــة الله وبركاتـــــــــــــه

بين أيديــــكم الشـــرح المـــتواضع لأسس الكهربــــاء ،


" إتحاف النجباء بشرح أسس الكهرباء "



و كالعادة وقبل البدء أذكر بالتنظيمات التالية :

( 1 ) هذا الموضــوع هو للنقاش حول الفيزياء الكهربية
وآمل أن تكون جميع الردود بإضافة تعليق أو تساؤل أو استفسار
( واسمحوا لي أن أخفي كل ردّ لا يحمل تعليق أو تساؤل )

( 2 ) بالتأكيد لست كفؤا للردّ على جميع التســاؤلات ،لــذلك
سيتكرم أستاذنا د. مازن العبادلة ( المتفيزق ) بالرد والإجابة ،
و كذالك فإن باب الردّ مفتوح للجميع.

( 3 ) بعض ما يرد في الشرح هو من فهمي ، و يحتمل
الخطأ فإن ورد خطأ ، فسيتم بإذن الله تعالى تعديله ،
كما أنه سيحدّث باستمرار، لأضيف كل ما أجده من
صور وفلاشات وفيديو و... الخ

) لحفظ جميع الفلاشات في هذا الموضوع ، أنظر إلى المشاركة رقم 3

[ناصر اللحياني]

قانونا كيرشوف
Kirchhoff's laws

غوستاف روبرت كيرشوف (12 مارس 1824 - 17 أكتوبر 1887) فيزيائي ألماني كان له دور كبير في فهم عمل الدوائر الكهربية.

بداية يمكن تقسيم الدوائر الكهربية إلى ثلاث أقسام :

( 1 ) بسيطة .
( 2 ) معقدة يمكن إرجاعها إلى بسيطة .
( 3 ) معقدة لا يمكن إرجاعها إلى بسيطة .

الدوائر البسيطة و الدوائر المعقدة التي يمكن إرجاعها تحل بقوانين التوالي والتوازي وقانون أوم مباشر، مثل الدوائر التالية :

وأما الدوائر المعقدة التي لا يمكن إرجاعها تحل بقوانين كيرشوف ، مثل الدائرة التالية :

ملاحظة 1 :
ستقتصر في دراستنا على أبسط الدوائر المعقدة ، وهي المكونة من ثلاث حلقات ،
فمثلا ...الدائرة التالية مكونة من ثلاث حلقات

حلقة يمنى ، حلقة يسرى ، الحلقة الكبيرة

وكذلك الدائرة التالية مكونة من ثلاث حلقات

حلقة عليا ، حلقة سفلى ، الحلقة الكبيرة

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Kirchoff's_Law1.swf]WIDTH=400 HEIGHT=450[/flash]

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...#39;s_Law1.swf

ملاحظة 2 :
بما أن لدينا ثلاث حلقات ،إذا سيكون لدينا نقطتي تفرع ... وتذكروا هذه القاعدة :

عدد الحلقات = عدد نقاط التفرع + 1
عدد التيارات = عدد نقاط التفرع + 1

نص قانونا كرشوف

القانون الأول لكرشوف :

مجموع شدة التيارات الداخلة إلى نقطة تفرع معينة ،تساوي مجموع شدة التيارات الخارجة من هذه النقطة
وقد بُني هذا القانون على مبدأ عدم قدرة الشحنات الكهربائية على التجمع عند أي نقطة في دائرة مغلقة.

ت الداخلة = ت الخارجة

لحفظ الفلاش التالي ، أضغط بزر الفأرة الأيمن ثم أختر حفظ بإسم :

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Kirchoff's_Law2.swf]WIDTH=400 HEIGHT=450[/flash]

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...#39;s_Law2.swf

القانون الثاني لكرشوف :

مجموع الجهود لدائرة مغلقة يساوي الصفر ورياضيا نقول ، لأي مسار مغلق فإن :

مجموع قم = مجموع ت × م

شاهد الفلاشات التالية :

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Kirchoff's_Law3.swf]WIDTH=400 HEIGHT=450[/flash]

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Kirchoff's_Law4.swf]WIDTH=400 HEIGHT=450[/flash]

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Kirchoff's_Law5.swf]WIDTH=400 HEIGHT=450[/flash]

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...#39;s_Law3.swf
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...#39;s_Law4.swf
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...#39;s_Law5.swf

وكذلك هذه الصور :

وبتعبير آخر فإن فرق الجهد يزداد عبر المصادر بنفس القيمة التي ينخفض بها عبر نبائط الخرج. فإذا بدأنا مثلاً عند قاعدة إحدى بطاريتي مشعل كهربائي، فإن القوة الدافعة الكهربائية ترتفع خلال كل بطارية بمقدار واحد ونصف لكل بطارية، وبالتالي تصبح الزيادة الكلية ثلاثة فولتات. ويكون مقدار الهبوط في فرق الجهد ثلاثة فولتات تسري خلال المصباح.

ولتبسيط ..قانون كيرشوف الثاني .

نقول أن لدينا في قانون كرشوف الثاني طرفين ، طرف أيمن وطرف أيسر الطرف ،
الطرف الأيسر هو عبارة عن مجموع فروق الجهد الكهربية في الدائرة المغلقة . أي أنه مجموع حاصل ضرب كل تيار في المقاومات التي يمر فيها مع الأخذ في الاعتبار الاتجاه الذي نفترضه لسير لتيار في كل حلقة بمعنى:
نفترض اتجاه موجب للتيار أما مع عقارب الساعة أو ضد عقارب الساعة ، ثم إن كان التيار في نفس اتجاه التيار الذي افترضناه كان التيار موجب ، وإن كان التيار عكس الاتجاه التيار الذي افترضناه كان التيار سالب.

الطرف الأيمن هو عبارة عن مجموع قيم المولدات في الدائرة المغلقة ، مع الأخذ في الاعتبار الاتجاه الذي نفترضه لسير لتيار في كل حلقة ، فإن كان اتجاه التيار الذي افترضناه يخرج من القطب الموجب للمولد كانت قم موجبة ، وإن كان اتجاه التيار الذي افترضناه يخرج من القطب السالب للمولد كانت قم سالبة
ش

[ناصر اللحياني]

خطوات حل مسائل الدوائر المعقدة بقانونا كرشوف مع مسألة كتطبيق على كل خطوة :


وقبل ذلك هذه إضافة رائعة من أخي الكريم ( الفريـــد )

سؤال مهم جدا : متى تكون الدائرة معقد لا يمكن تبسيطها ؟؟

هذا السؤال يضع الطالب أو القاريء في الطريق الصحيح عند حل التمارين ،

الجواب :

- المولدين المربوطين على التوازي . الأصل التماثل فإن اختلفا استخدمنا قوانين كيرشوف .
- مولدين بينهما مقاومة و نقطة تفرع أو مقاومتين بينهم مولد و نقطة تفرع .
- مولد محصور بين مقاومتين و احدى المقاومتين محصورة بين المولدين .

مع ملاحظة أن قانونا كيرشوف صالحة لكل الدوائر الكهربية و هذه الملاحظات عند محاولة
تبسيط الدوائر هل هو ممكن أم غير ممكن .

ملف للإطلاع فقط
http://www.phys4arab.net/uploood/freed/kershooof.pdf


وهذا عرض فلاش شكويف عن دوائر كيرشوف :


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Kirchoff.dir]WIDTH=750 HEIGHT=480[/flash]

لحفظ عرض الشكويف أضغط على الرابط التلاي بزر الفأرة الأيمن ثم أختر حفظ الهدف بإسم :

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Kirchoff.dir

تحتاج إلى مُشغل الشكويف ، ويمكنك فتحه بمتصفح الإكسبلور




مسألة 1 : أحسب شدة التيارات : ت 1 ، ت2 ، ت3

الخطوة الأولى :

نبسط الدائرة قدر المكان نلاحظ من المسألة المعطاة أننا نستطيع أن نبسط المقاومات في الضلع و هـ فتوجد مقاومتان مربوطتان على التسلسل، نوجد المقاومة المكافئة لهما :
م = م1 + م2 = 1 + 1 = 2 أوم
وفي نفس الضلع تصبح المقاومة التي أوجدناها على التوازي مع المقاومة 2 أوم
فتكون المقاومة المكافئة لهما :
1/م = 1/م1 + 1/م2 = 1/2 + 1/2 = 1
م = 1 أوم
فيصبح الشكل كما في الرسم التالي :

الخطوة الثانية :

نختار نقطة تفرع من نقطتي التفرع أ أو د في الدائرة
ثم نفترض عند هذه النقطة تيارات داخلة وتيارات خارجة
في معظم المسائل تكون هذه الخطوة جاهزة ، كما في المسألة التي نحلها
الخطوة الثالثة :
نطبق قانون كرشوف الأول عند هذه النقطة ..... وتكون المعادلة الأولى
ولتكن عند النقطة أ كما يلي:
ت1 = ت2 + ت3 ---------- 1


الخطوة الرابعة ، والخطوة الخامسة :

نختار حلقتين مسارين مغلقين من أصل ثلاث حلقات في الدائرة
فإما أن نختار .... الحلقة اليمنى أ ب جـ د أ والحلقة اليسرى أ و هـ د أ
أو نختار الحلقة اليمنى أ ب جـ د أ والحلقة الكبيرة ب و هـ جـ
أو نختار الحلقة اليسرى أ و هـ د أ والحلقة الكبيرة ب و هـ جـ
وبعد الاختيار نفترض لكل منهما نفترض اتجاه موجب للتيار
أما مع عقارب الساعة أو ضد عقارب الساعة
ثم إن كان التيار في نفس اتجاه التيار الذي افترضناه كان التيار موجب
وإن كان التيار عكس الاتجاه التيار الذي افترضناه كان التيار سالب
وكذلك ...
إن كان اتجاه التيار الذي افترضناه يخرج من القطب الموجب للمولد كانت قم موجبة
وإن كان اتجاه التيار الذي افترضناه يخرج من القطب السالب للمولد كانت قم سالبة

ثم نطبق عليهما قانون كرشوف الثاني ... فتكون لدينا المعادلة الثالثة والرابعة
إذا سنطبق قانون كيرشوف الثاني على الحلقة اليمنى أ ب جـ د أ ثم والحلقة اليسرى أ و هـ د أ :

أ الحلقة اليمنى أ ب جـ د أ وليكن الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة
مجموع قم = مجموع م ت
6 = 3 ت1 + 4 ت2 ----------- 2
ب الحلقة اليسرى أ و هـ د أ وليكن الاتجاه الموجب عكس عقارب الساعة
3 – 2 = 1 ت3 – 4 ت2
====> 1 = ت3 – 4 ت2 ----------- 3
وبالتعويض في 2 عن قيمة ت1 من 1 :
6 = 3 ت2 + ت3 + 4 ت2
====> 6 = 3 ت2 + 3 ت3 + 4 ت2
====> 6 = 3 ت3 + 7 ت2 ------- 4
وبحل المعادلتين 3 و 4 بطريقة الطرح :
1 = ت3 – 4 ت2 بضرب هذه المعادلة بمعامل ت 3 في المعادلة الثانية وهو 3
3 = 3 ت3 – 12 ت2 ====> أ
6 = 3 ت3 + 7 ت2 بضرب هذه المعادلة بمعامل ت 3 في المعادلة الآولى وهو 1
6 = 3 ت3 + 7 ت2 ====> ب
وبطرح المعادلتين الناتجتين أ و ب :
3 = 3 ت3 – 12 ت2
6 = 3 ت3 + 7 ت2
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
–3 = –19 ت2
=====> ت2 = 0.158 أمبير واتجاهه صحيح
وبالتعويض في المعادلة 2 لإيجاد ت1
6 = 3 ت1 + 4 × 0.158
====> 6 – 0.632 = 3 ت1
=====> ت1 = 1.79 أمبير واتجاهه صحيح
ومن المعادلة 1 نوجد ت3
ت3 = ت1 – ت2
= 1.79 – 0.158
= 1.632 أمبير. واتجاهه صحيح

----------------------------------------------------------

مسألة 2 : من الشكل التالي أوجد مقدار شدة التيار ت .

نطبق قانون كيرشوف الأول
ت = 1.5 + ت1 ------ 1
نطبق قانون كيرشوف الثاني على الدائرة لاحظ أنها دائرة وحيدة
ج قـم = ج ت × م
6 – 3 = 1.5 × 2 - 4 ت1
======> 3 = 3 - 4 ت1
===== ت1 = صفر ÷ 4 = صفر أمبير
من 1 نحسب ت :
ت = 1.5 + ت1 = 1.5 + صفر = 1.5 أمبير

[ناصر اللحياني]

ينقسم التيار الكهربائي إلى نوعين؛ فهو إما أن يكون مستمرًا أو متناوبًا وذلك حسب مصدره.

التيار المستمر : Direct Current-DC :

هو التيار الذي يسري في اتجاه واحد دائمًا، وينتج من البطاريات ومولّدات التيار المستمر، ويستخدم التيار المستمر في التطبيقات ذات الجهد المنخفض مثل إدارة النظام الكهربائي للسيارات، والقاطرات وبعض أنواع المحركات في الصناعة. ومع أن أجهزة المذياع والتلفاز وأجهزة إلكترونية أخرى تستخدم التيار المتناوب، إلا أنها تحتاج أيضًا إلى التيار المستمر لتشغيل دوائرها الداخلية. وتستطيع المقوِّمات تغيير التيار المتردد إلى تيار مستمر بسهولة.

كيف يعمل التيار المستمر DC؟

كما تلاحظ، فالطاقة الإلكترونية تنتقل في اتجاه واحد داخل أجزاء الدائرة الكهربائية، تتدفق فيه الإلكترونات من القطب السالب للدائرة إلى القطب الموجب، ويبقى هذا الاتجاه ثابتاً مع ثبات في الجهد والتيار الكهربائي مهما تغير الزمن.

- التيار المتردد: ِAlternative Current-AC :

هو تيار يقوم بعكس اتجاه سريانه بصورة نظامية، وينتج من مولدات التيار المتناوب هذا النوع عند وصل المولدات الكهربائية الضخمة، والمحركات، وفي التسليكات المنزلية ، مثل تشغيل المصابيح و المكيفات و السخانات و لكن معظم الإلكترونيات لا تعمل على هذا النوع من التيار .

وفي كل مرة يكمل فيها التيار المتناوب تغييرين في اتجاه سريانه فإنه يكون قد أتم دورة. ويُسمى عدد الدورات في كل ثانية بتردد التيار المتناوب. ويقاس التردد بوحدات تسمى هرتز. وتُوَلَّد الطاقة في كثير من الأقطار، عند تردد 50 هرتز وفي البعض الآخر عند تردد 60 هرتز .

والتيار المتردد يتفوق على التيار المستمر بعدة مزايا منها سهولة وكفاءة نقله من محطات القوى. وتُفقد أقل كمية ممكنة من الطاقة الكهربائية عندما تُنقل عند فروق جهد مرتفعة. ولكن فروق الجهد المرتفعة تشكل خطرًا عند استخدامها في المنازل. وتستطيع أجهزة تسمى المحوِّلات تقليل أو زيادة فرق الجهد المتناوب بسهولة، بينما لا يمكن تغيير فرق الجهد المستمر بنفس السهولة والكفاءة.

كيف يعمل التيار المتردد AC؟

كما تلاحظ، فاتجاه تدفق الإلكترونات في أجزاء الدائرة الكهربائية يتغير عدة مرات في الثانية الواحدة بسبب تناوب القطبين السالب والموجب، ويسمى هذا التيار أيضاً بالتيار المتردد، نظراً لتردد اتجاه التيار بين القطبين السالب والموجب. لهذا السبب، علينا الأخذ بالاعتبار احتساب دالة الوقت عند التعامل رياضياً مع هذا التيار.

علل: يفضل استخدام التيار المتردد عن التيار المستمر
1 - لأن التيار المتردد يمكن رفع أو خفض قوته الدافعة بواسطة المحولات الكهربائية
2- التيار المتردد يمر في دائرة بها مكثف
3 - التيار المتردد يمكن تحويله الى تيار مستمر

ما قصة إكتشاف التيار المستمر والمتردد ؟

في البدء كان التيار المستمر DC
في عام 1879، قام توماس أديسون بابتكار المصباح الكهربائي وقدم للعالم فكرة مولد التيار المستمر للإضاءة الكهربائية. فبهر العالم بابتكاره الجديد. وفي عام 1887 انتشرت على أراضي الولايات المتحدة 121 محطة كهربائية سميت باسم هذا العالم العبقري Edison ، تقوم بتوصيل كهرباء التيار المستمر لسكان أمريكا.

لكن … !
مع انتشار استخدام الكهرباء في المنازل، وكثرة الطلب عليها، بدأت تظهر بعض مشاكل التيار المستمر. من أبرزها قصر المسافة التي يقطعها التيار، فمع اتساع رقعة التغطية وجد أن التيار المستمر يفقد بعضاً من قوته بعد قطعه مسافة قصيرة قدرت بالميل الواحد. هنا بدأ العلماء عملية البحث عن حل عملي لهذه المشكلة يرضي كلاً من شركات الكهرباء والمستهلكين.

وبدأت الحرب …
في عام 1881 بدأ العالمان Nikola Tesla و George Westinghouse تطوير نظامهما الجديد والمعتمد على فكرة التيار المتناوب AC. أبرز ما يميز هذا النظام هو فعاليته وقدرته على التوصيل الكهربائي لمسافات طويلة جداً مقارنة بالتيار المستمر DC، فاعتمدته أغلب شركات الكهرباء في محطات التوليد والتوصيل، وأصبحت غالبية دول العالم تعتمد هذا النظام. لكن على الرغم مما أحدثه التيار المتناوب من ثورة في عالم الكهرباء، لازال البعض متمسكاً بفكرة استخدام التيار المستمر ، ومن هنا بدأت بين الفريقين سلسلة من النقاشات حول جدوى استخدام أي من التيارين ، حتى أطلق على ذلك مصطلح حرب التيارات. آخر أخبار هذه الحرب هو قيام إحدى الشركات العريقة في مدينة نيويورك بقطع خدمة التيار المستمر من 1600 مستهلك يسكنون أرقى أحياء المدينة – مانهاتن- أواخر عام 2005.



فلاشات مُهمة في الشرح :

( أضغط على الفلاش بزر الفارة الأيمن ثم أختر حفظ بإسم )

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/ac_dc_s1.swf

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/ac_dc_s2.swf

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/ac_dc_s3.swf

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/ac_dc_s4.swf

الدرس القادم بإذن الله تعالى ( القوة المحركة الكهربائية )

[ناصر اللحياني]

المقاومة الكهربائية

Electrical Resistance

هي خاصية فيزيائية ، تعني اعتراض ( إعاقة ) المادة لمرور الشحنات الكهربائية عبرها. وتحدث المقاومة عندما تصطدم الإلكترونات المتحركة في المادة بالذرات ، وتطلق طاقة في شكل حرارة (تغير الطاقة الكهربائية إلى حرارة ). وتعتبر الموصلات الجيدة، مثل النحاس، ضعيفة المقاومة، مقارنة بأشباه الموصلات، مثل السليكون. أما العوازل، مثل الزجاج والخشب، فذات مقاومة عالية جدًا، يصعب معها مرور الشحنات الكهربائية عبرها. بينما لا تشكل الموصلات الفائقة أي مقاومة لمرور الشحنات عبرها.

تعريف المقاومة الكهربائية :
هي خاصية ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربائي فيه مما ينتج عنها ارتفاع في درجة حرارته


لمشاهدة فلاشات تحاكي المقاومة ، تفضل إلى الروابط التالية :
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Resistance1.swf
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Resistance2.swf
وللحفظ أضغط على الرابط ثم أختر حفظ بإسم
ملاحظة الفلاش الثاني حجمه 1.3م.ب

وتقاس المقاومة الكهربائية بالأوم ويرمز لة بالحرف Ω ويقرأ اوميغا OMEGA ، ويرمز لها كما في الصورة التالية :

أهمية المقاومة الكهربائية :
رغم أن المقاومة الكهربائية تسبب هدرا لجزء من الطاقة إلا أنها تكون ضرورية لحماية بعض أجزاء الدوائر الكهربائية, ولذلك فهي تصنع لتوضع في بعض أجزاء الدوائر الكهربائية حماية لها ، وتكمن أهميتها في :
أنها تتحكم في شدة التيار المار
وتتحكم أيضا في فرق الجهد بين طرفيها .

للتوضيح :
ويمكن تشبيه المقاومة الكهربائية في عملها عمل محبس الماء حيث لا تسمح إلا بمرور كمية معينة من الكهرباء , وبعض المقاومات تتلف ( تنصهر ) إذا مر بها تيار أكبر من مقدار معين , أما بعض المقاومات فتتميز بأنها تقطع التيار الكهربائي تلقائيا عند تجاوزه مقدار معين , ومن الأمثلة على النوع الأول تلك المستخدمة في السيارات والتي تسمى ( فيوز )

أما النوع الثاني فمن الأمثلة عليه قاطع الكهرباء الذي بداخل عداد الكهرباء الخاص بالمنزل , حيث يلاحظ تسجيل رقم مثل 200A ( 200أمبير ) أي أنه لا يسمح بمرور أكثر من 200 أمبير ( أي 200كولوم/ث ) وفي حالة حدوث ذلك بسبب التماس ببن بعض الأسلاك في الدائرة أو غيره ( هو ما يسمى بالدائرة القصيرة أي عديمة المقاومة ) فإن القاطع يقطع التيار عن الدائرة الكهربائية لحمايتها .


أنواع المقاومات الكهربائية :
وتختلف نوعيتها على حسب كيفية صنعها والمواد المركبة منها وأهم أنواع المقاومات هي:
1- المقاومة الثابتة
2- المقاومة المتغيرة
3- المقاومة الضوئية
4- المقاومة الحرارية

أولا : المقاومة الثابته Resistor :

تتميز هذه المقاومات بثبات قيمتها وتختلف في استخدامها على حسب قدرتها في تمرير التيار الكهربائي فهناك مقاومات ذات أحجام كبيرة تستخدم في التيارات الكبيره وأخرى صغيرة للتيارات الصغيرة.

ثانيا: المقاومة المتغيرة Potentiometer or Variable Resistor VR :

مقاومة يمكن تغيير قيمتها حيث تتراوح قيمتها بين الصفر وأقصى قيمة لها فمثلا عندما تقول أن قيمة المقاومة 10KΩ يعني أن قيمة المقاومة تتراوح بين الصفر أوم تزداد بالتدريج يدويا حتى تصل قيمتها العظمى 10KΩ 0-10KΩ ويمكن تثبيتها على قيمة معينة.

ويمكن مشاهدة المقاومة المتغيرة في كافة الأجهزة الصوتية فعندما نريد رفع صوت الجهاز "الراديو" أو نخفضه فإننا نغير في قيمة المقاومة المتغيرة فعندما تصل قيمة المقاومة أقصاها فإن الصوت ينخفض إلى أقل شدة والعكس عند رفع الصوت.

العوامل المؤثرة في مقاومة أي موصل :.
1- نوع المادة المصنوع منها الموصل
2- طول الموصل
3- مساحة مقطع الموصل
4- درجة حرارة الموصل

فالسلك النحاسي الرقيق، على سبيل المثال، أكثر مقاومة من السلك السميك، والسلك الطويل أكثر مقاومة من السلك القصير. و تتفاوت مقاومة المادة أيضًا حسب درجة الحرارة ، وبما أن مقاومة الموصل ( م ) تتناسب طرديا مع طوله ( ل ) وعكسيا مع مساحة مقطعه ( س ) :

لمشاهدة فلاشات تحاكي العوامل المؤثرة على المقاومة ، تفضل إلى الروابط التالية :
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Resistance3.swf
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Resistance4.swf
وللحفظ أضغط على الرابط ثم أختر حفظ بإسم

م = ثابت × ل / س

وثابت التناسب هنا يعتمد على نوع مادة الموصل ويسمى المقاومة النوعية ( من )

م = من × ل / س

ومن هذه العلاقة يمكن تعريف المقاومة النوعية ( من ) بأنها :

" مقاومة موصل منتظم المقطع طوله وحدة الأطول ومساحة مقطعه وحدة المساحات " وتتأثر المقاومة النوعية ومن ثم المقاومة الكلية لناقل ما بدرجة الحرارة بشكل طردي حيث دلت التجارب العملية أن المقاومة النوعية تتغير مع درجة الحرارة حسب العلاقة :

من د = من. ( أ + ثا × د )

حيث ( من د ) هي المقاومة النوعية للموصل عند درجة ( د ) المئوية .
(من. ) المقاومة النوعية للموصل عند درجة صفر المئوية .
( ثا ) المعامل الحراري للمقاومة النوعية للعنصر وهو ثابت للعنصر الواحد ويختلف من عنصر لآخر .
( د ) درجة الحرارة المئوية .


تحديد قيمة المقاومة :


والفلاشات التالية ، لحساب قيمة المقاومة بالألوان :
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Resistance5.swf
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Resistance6.swf
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Resistance7.swf
وللحفظ أضغط على الرابط ثم أختر حفظ بإسم

الدرس القادم بإذن الله تعالى هو مفهوم " المواد فائقة التوصيل ".

[ناصر اللحياني]

القوة المحركة (الدافعة) الكهربائية (( ق.د.ك))

Electromotive force - emf

لفهم المقصود بالقوة المحركة الكهربائية نحتاج إلى بعض المعلومات المرتبطة بالبنية الذرية , فلكل ذرة إلكترون واحد أو أكثر، يحمل كل منها شحنة كهربائية سالبة , وتحتوي الذرات أيضًا على بروتونات، وهي جسيمات يحمل كل منها شحنة كهربائية موجبة , والشحنات المختلفة تتجاذب، و الشحنات المتشابهة تتنافر, وينبني تشغيل الدائرة على مبدأ التجاذب بين الشحنات المختلفة.

ونعلم مما سبق دراسته أن سريان الإلكترونات في اتجاه واحد يكوّن تيارًا كهربائيًا . بعد ذلك وجد أن القوة الدافعة الكهربائية ( أو ما يسمى بالفولتية) ، هي القوة التي تدفع هذه الإلكترونات لتكون تيارا. أي أن الأكترون يتحرر من الذرة وينطلق متنقل من ذرة إلى أخرى بفعل القوة الدافعة الكهربائية ، والتي تعتبر أيضا – أي القوة الدافعة الكهربائية – بأنها قوة التجاذب الكهربائي الذي يسببه اختلاف الشحنات بين نقطتين في الدائرة، ويوفرها مصدر طاقة كهربائية ( البطارية مثلا )، حيث أن أحد طرفي البطارية سالبا ، و الطرف الآخر موجبا.

( تسمى الإلكترونات التي يتحرر من الذرة ويتطلق متنقلة بين الذرات بالإلكترونات الحرة أو حاملات الشحنة ).

والفلاشين التاليين يوضحان ما سبق :

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/emf2.swf
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/emf3.swf

لحفظهما ( أضغط بزر الفأة اليمن ثم أختر حفظ بإسم )


وتسري الإلكترونات فعليا من طرف البطارية السالب إلى طرف البطارية الموجب، حيث تولد هذه الحركة الإكترونية تيارًا كهربائيًا. ولكن العلماء اصطلحوا اعتبار أن سريان التيار الكهربائي يكون من الموجب إلى السالب. فحتى أواخر القرن التاسع عشر الميلادي ظل العلماء يعتقدون خطأ أن التيار الكهربائي يسري في ذلك الاتجاه.

الخلاصة :

لكي تتحرك الإلكترونات المكونة للتيار لا بد لها من طاقة تكتسبها من المولد الكهربائي وتعرف تلك الطاقة بالقوة المحركة الكهربائية للمولد والتي يمكن تعريفها بأنها :

مقدار الطاقة التي يعطيها المولد لكل كولوم يجتازه .

الفلاش التالي ، يحاكي تعريف القوة المحركة الكهربائية :
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/emf1.swf
للحفظ ( أضغط بزر الفأة اليمن ثم أختر حفظ بإسم )

مثال توضيحي :

إذا فرضنا أن كمية من الكهرباء قدرها 10 كولوم مرت خلال المولد فاكتسبت طاقة مقدارها 20 جول . فإن الطاقة التي يكتسبها الكولوم الواحد هي 20÷10=2جول/ كولوم , وفي هذه الحالة نقول أن القوة المحركة لهذا المولد هي 2جول / كولوم ( فولت ) , ومما سبق يمكن حساب القوة المحركة للمولد من العلاقة التالية :

قم = ط / ش

وتقاس القوة المحركة الكهربائية بوحدة ( جول / كولوم ) وتكافئها وحدة ( الفولت ) ، ويستخدم جهاز الفولتميتر لقياس القوة الدافعة الكهربية (e.m.f) الناتجة من مصدر كهربي .

سؤال : ما معنى أن القوة المحركة لمولد 2 فولت .
الجواب : أن مقدار الطاقة الكهربائية التي يعطيها المولد لكل كولوم يجتازه = 2 جول


ملاحظات :
1 - القوة المحركة ليست قوة بالمعنى الميكانيكي ولكنها طاقة وحدة الشحنات ووحدة قياسها هي وحدة قياس فرق الجهد ( الفولت ) .
2 – القوة المحركة الكهربائية هي فرق الجهد الكهربائي ، في حالة عدم مرور تيار كهربائي .
3 – في حالة مرور تيار كهربائي فإن الفرق بين القوة المحركة للمولدة وفرق الجهد هو أن :
القوة المحركة الكهربائية : تمثل الطاقة المكتسبة لوحدة الشحنات الكهربائية من المولد
بينما فرق الجهد : الطاقة المفقودة من وحدة الشحنات الكهربائية بين هاتين النقطتين في الدائرة الكهربائية .

وسنتعرف لاحقا بإذن الله تعالى ، على مزيد من التفرقة بين القوة المحركة الكهربائية و فرق الجهد الكهربائي .

الدرس القادم بإذن الله تعالى هو مفهوم " المقاومة الكهربائية والعوامل المؤثرة عليها ".

[ميلانيللو1395]

جزاك الله الف خير وكتبها في موازين حسناتك وزوجك من الحور العين

[أفووون]

يعطيك الف عافية ع الشرح :a_plain111::b_wink:

[مشعل235]

موضوع رائع وجزاك الله خير

[ملاك]

سلام عليكم