الكهربائية الساكنة التعاريف

لكهربائية الساكنة

التعاريف



1 - الكهربائيةٌ الساكنة (التكهرب ):- هو عمليةٌ توليدٌ الشحنات الكهربائيةٌ على الجسم نتيجٌة إنتقال الألكترونات منه أو إليهٌ .

2 – الآيوٌن الموجب :- هو عبارة عن ذرة فقدت ألكترون واحد أو أكثر .

3 - الآيوٌن السالب:- هو عبارة عن ذرة أكتسبت ألكترون واحد أو أكثر .

4 - الكشاف الكهربائي :- هو عبارة عن قرص معدني يتٌصل بساق معدنيةٌ تنتهي بورقتينٌ معدنيتينٌ رقيقٌتينٌ من الذهب أو الألمنيوٌم يسٌتخدم للكشف عن وجود الشحنة ومعرفة نوعها.

5 - الموصلات:- وهي التي تسمح للشحنات الكهربائيةٌ بالإنتقال من خلالها بحريةٌ مثل (النحاس والفضة والألمنيوٌم وغيرٌها ) .

6 – العوازل :- وهي التي لا تسمح للشحنات الكهربائيةٌ بالإنتقال من خلالها بحريةٌ مثل ( الزجاج والصوف والمطاط وغيرٌها ) .

7 - أشباه الموصلات :- وهي مواد تمتلك قابليةٌ توصيلٌ كهربائي في ظروف معينٌة وتسلك سلوك العوازل في ظروف أخرى .

8 - قانون كولوم :- أن القوة الكهربائيةٌ المتبادلة بينٌ شحنتينٌ كهربائيتين نقطيتين ساكنتينٌ تتناسب طردياٌ مع حاصل ضرب مقداريهٌما وعكسياٌ مع مربع البعد بينٌهما .

9 - المجال الكهربائي :- هو الحيزٌ الذي يظٌهر فيهٌ تأثير القوى الكهربائيةٌ في الشحنات الكهربائيةٌ الداخلة فيهٌ .

10 - شدة المجال الكهربائي :- هو القوة الكهربائيةٌ لوحدة الشحنة المؤثرة في شحنة إختباريةٌ صغيرٌة موجبة موضوعة في تلك النقطة .

11 - المجال الكهربائي المنتظم :- هو المجال المتولد بينٌ لوحينٌ معدنيينٌ مستويينٌ متوازيينٌ مشحونينٌ بشحنتينٌ متساويتينٌ بالمقدار ومختلفتينٌ في النوع فتكون خطوط هذا المجال متوازيةٌ مع بعضها وتبعد عن بعضها بأبعاد متساويةٌ وتكون عموديةٌ على اللوحينٌ

التعاليل

1 - إنجذاب قصاصات الورق الصغيرٌة نحو مسطرة بلاستيكيةٌ مدلوكة بقطعة من الصوف ؟

ج :- وذلك بسبب الشحنات الكهربائيةٌ الساكنة المتولدة على المسطرة البلاستيكٌيةٌ نتيجٌة دلكها بالصوف .

2 - بعد سيرٌك على سجادة من الصوف ولامست جسما" معدنياٌ ( مثل مقبض الباب ) فإنك غالبا" ما تصاب بصعقة كهربائيةٌ خفيفٌة ؟

ج :- وذلك بسبب تولد الشحنات الكهربائيةٌ على الجسم نتيجٌة الأحتكاك بينٌه وبينٌ السجادة فيحٌدث تفريغٌ كهربائي بينٌ أصبع اليدٌ والجسم المعدن .

3 - تجهز سياٌرات نقل الوقود بسلاسل معدنيةٌ في مؤخرتها تلامس الأرض ؟

ج :- وذلك لأن السلاسل تقوم بتفريغٌ الشحنات الكهربائيةٌ المتكونة على السياٌرة إلى الأرض فتحمي السياٌرة من مخاطر الكهربائيةٌ



4 - تتعادل شحنة الجسم المشحون بالشحنة الموجبة أو السالبة عند إيصٌاله بالأرض ؟

ج :- وذلك لأن الأرض تعتبر مستودع كبيرٌ لتصريفٌ الشحنات الكهربائيةٌ التي تنتقل منها وإليهٌا بسهولة

5 - يزٌداد إنفراج ورقتي الكشاف الكهربائي المشحون بشحنة سالبة عند تقريبٌ جسم مشحون بشحنة سالبة من قرصه ؟

ج :- وذلك لأن ورقتي الكشاف الكهربائي سوف تنشحن بنفس شحنة الجسم المشحون فيزٌداد إنفراج ورقتي الكشاف . ( طريقٌة الحث ) .

_____________________________________________________________________________

اسئلة متنوعة

س 1 /:- ما نوعا الشحنة الكهربائيةٌ ؟ وكيفٌ نحصل عملياٌ" على كل منهما في المختبر ؟

ج :- 1 - الشحنة الموجبة:-نحصل عليهٌا من دلك ساق من الزجاج بقطعة من الحريرٌ .

2 - الشحنة السالبة:-نحصل عليهٌا بدلك ساق من المطاط بقطعة من الفرو أو الصوف .

________________________________________________________________________

س 2 /:- على ماذا ينٌص قانون التجاذب والتنافر بينٌ الشحنات الكهربائيةٌ ؟

ج :- الشحنات الكهربائيةٌ المتشابهة تتنافر والشحنات الكهربائيةٌ المختلفة تتجاذب .

________________________________________________________________________

س 3 /:- عدد طرق شحن الأجسام بالكهربائيةٌ الساكنة ؟

ج :- 1 - الشحن بطريقٌة الدلك 2 - الشحن بطريقٌة التماس 3 - الشحن بطريقٌة الحث .

________________________________________________________________________

س 4 /:- لأي الأغراض يسٌتعمل الكشاف الكهربائي ( الألكتروسكوب ) ؟

ج :- 1 - الكشف عن وجود الشحنة على الجسم . 2 - معرفة نوع الشحنة التي يحٌملها الجسم المشحون .

________________________________________________________________________

س 5 /:- مم يتألف الكشاف الكهربائي ( الألكتروسكوب ) ؟

ج :- 1 - ساق مصنوعة من المعدن .

2 - قرص معدني (أو كرة معدنيةٌ ) تٌصل بالطرف العلوي للساق .

3 - ورقتينٌ رقيقٌتينٌ من الذهب أو الألمنيوٌم تتصلان بالطرف السفلي للساق وتكونان طليقٌتا الحركة.

4 - صندوق من الزجاج أو المعدن أو الخشب ذو نافذة زجاجيةٌ .

5 - سداد من الفلينٌ أو المطاط في الجزء العلوي من الصندوق لعزل الساق والورقتينٌ عن الصندوق .

________________________________________________________________________



س 6 /:- هل يمٌكن شحن ساق من مادة موصلة (نحاس مثلا ) بطريقٌة الدلك ؟ وكيفٌ تٌم ذلك؟

ج :- نعم . وذلك بمسك ساق النحاس من أحد طرفيها بمقبض من مادة عازلة

( أو لبس كف من المطاط ) وذلك لكي لا تتسرب الشحنات الكهربائيةٌ إلى الإرض عن طريقٌ الجسم .

________________________________________________________________________

س 7 /:- أشرح طريقٌة الدلك لشحن الأجسام بالكهربائيةٌ الساكنة ؟ مع أعطاء مثال ؟

ج :- ويتٌم ذلك بدلك جسم بآخر فيفٌقد أحد الجسمينٌ بعضا" من ألكتروناته ليكٌتسبها الجسم الآخر .

فمثلا" عند دلك ساق من المطاط (أو بالون مطاط ) بقطعة من الصوف فإن قطعة الصوف ستظهر عليهٌا شحنة موجبة نتيجٌة لفقدها بعضا" من ألكتروناتها بينٌما تظهر شحنات سالبة على ساق المطاط ( أو بالون مطاط ) نتيجٌة أكتسابه تلك الألكترونات .





________________________________________________________________________

س 8 /:- أشرح طريقٌة التماس لشحن الأجسام بالكهربائيةٌ الساكنة ؟

ج :- نعلق كرتينٌ من نخاع البيلٌسان بواسطة خيطٌينٌ من مادة عازلة ومن نقطة واحدة , ثم نشحن إحدى الكرتينً بدلكها بالصوف أو الفرو ثم نتركها لتلامس الكرة الأخرى غيرٌ المشحونة نلاحظ بعد ذلك إنفراج الكرتينٌ عن بعضهما وهذا يدٌل على إن الكرة الثانيةٌ غيرٌ المشحونة قد أكتسبت قسما" من شحنة الكرة الأولى بالتلامس وتنافرت معها .



________________________________________________________________________

س 9 /:- أشرح طريقٌة الحث لشحن الأجسام بالكهربائية الساكنة ؟

ج :- 1- نقرب ساق مشحونة من المطاط ( شحنة سالبة ) من كرة موصلة ومعزولة عن الأرض .

2 - نلاحظ ظهور شحنتان على الكرة الأولى القريبٌة من الساق شحنة موجبة تسمى ( المقيدٌة ) والأخرى البعيدٌة عن الساق شحنة سالبة تسمى ( الطليقٌة ) .

3 - نوصل الكرة بالأرض من غيرٌ أن نبعد الساق عن الكرة نلاحظ تسرب الشحنات السالبة (الطليقٌة ) إلى الأرض .

4 - نقطع إتصال الكرة بالأرض مع بقاء الساق قريبٌة من الكرة نجد بقاء الشحنة الموجبة ( المقيدٌة ) في موضعها .

5 - نبعد الساق عن الكرة نجد أن الشحنات الموجبة ( المقيدٌة )المخالفة لشحنة الساق تتوزع بإنتظام على السطح الخارج للكرة





________________________________________________________________________

س 10 /:- ما نوع الشحنة المتكونة على الكشاف الكهربائي عند شحنه :-

1 - بطريقٌة التماس 2 - بطريقٌة الحث ؟

ج :- 1 - يمٌتلك شحنة مشابهة لشحنة الجسم الشاحن .

2 - يمٌتلك شحنة مخالفة لشحنة الجسم الشاحن .

________________________________________________________________________

س 11 /:- أشرح طريقٌة عمل جهاز صبغ السياٌرات ؟

ج :- توصل فوهة المرذاذ بالقطب الموجب للمصدر الكهربائي

مما يجٌعل جميعٌ قطيرٌات الصبغة ( الطلاء ) الخارجة من فوهته

مشحونة بشحنة موجبة , فتتباعد عن بعضها البعض بسبب قوة التنافر فيمٌا بينٌها . أما الجسم المراد صبغه ( السياٌرة مثلا") فتوصل مع القطب السالب للمصدر مما سٌاعد على إنجذاب قطيرٌات الصبغ إلى سطح الجسم ( السياٌرة مثلا" ) مما جٌعل عمليةٌ الصبغ متجانسة وجيدٌة

________________________________________________________________________

س 12 /:- وضح كيفيةٌ شحن كشاف كهربائي بشحنة موجبة بإستعمال :-

1 - ساق من الزجاج مشحونة بشحنة موجبة ؟

2 - ساق من المطاط مشحونة بشحنة سالبة ؟

ج :-

1 - بطريقٌة التماس . 2 - بطريقٌة الحث .

________________________________________________________________________



س 13 /:- أشرح طريقٌة شحن الكشاف الكهربائي بطريقٌة التماس ؟

ج :- 1 - نأخذ ساق من المطاط ( مشط مثلا" ) وندلكها بالفرو.

2 - نجعل ساق المطاط ( المشط ) تلامس قرص الكشاف

الكهربائي من عدة مواضع نلاحظ إنفراج ورقتي الكشاف نتيجٌة

إنتقال كميةٌ من شحنة ساق المطاط إلى الكشاف بطريقٌة التماس .

3 - نلاحظ إن شحنة الكشاف هي من نفس شحنة الساق .

________________________________________________________________________

س 14 /:- أشرح طريقٌة شحن الكشاف الكهربائي بطريقٌة الحث ؟

ج :- 1 - نؤخذ ساق من الزجاج وندلكها بالحريرٌ .

2 - نقرب ساق الزجاج المشحونة بالشحنة الموجبة من قرص الكشاف الكهربائي .نلاحظ إنفراج ورقتيهٌ دلالة على إن الكشاف أصبح مشحونا" ( نٌشحن قرص الكشاف بالشحنة السالبة وهي الشحنة المقيدٌة وتنشحن ورقتيهٌ بالشحنة الموجبة وهي الشحنة الطلٌقة )

3 - نصل قرص الكشاف بالأرض وذلك بلمسه باليدٌ من غيرٌ أن نبعد ساق الزجاج عن الكشاف .نلاحظ إنطباق ورقتيهٌ دلالة على تعادلهما .

4 - نبعد اليدٌ عن قرص الكشاف ثم نبعد ساق الزجاج عن الكشاف نلاحظ إنفراج ورقتي الكشاف دلالة على توزيعٌ الشحنات الباقيةٌ على قرص الكشاف ( المقيدٌة ) على ورقت الكشاف وبذلك نٌشحن الكشاف بشحنة مخالفة لشحنة الجسم الشاحن ___________________________________

ملاحظة /:- 1 - الشحن بطريقٌة التماس تجعل الجسم الشاحن فٌقد قسما" من شحنته أثناء عمليةٌ الشحن .

2 - الشحن بطريقٌة الحث لا تفقد الجسم الشاحن أي شيء من شحنته أثناء عمليةٌ الشحن .

________________________________________________________________________

س 15 /:- أستعملت ساق من الزجاج مدلوكة بالحريرٌ)شحنتها موجبة(وكرة معدنيةٌ معزولة متعادلة .

لاحظ الأشكال الاتيةٌ ( a – b - c )



1 - هل تنتقل شحنات كهربائيةٌ في الحالات الثلاث ( a – b – c ) ؟ وضح طريقٌة إنتقال الشحنات أن حصلت ؟

ج :- تنتقل شحنات كهربائيةٌ في الحالة ( c ) فقط وذلك بسبب ملامسة الساق للقرص المعدن . أما في الحالتينٌ ( a – b ) لاتنتقل شحنات كهربائيةٌ وذلك لأنها تمثل طريقٌة حث وبطريقٌة الحث فإن الجسم لايفٌقد أي شيء من شحناته .

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

2 - عينٌ نوع الشحنات الكهربائيةٌ التي ستظهر على الكرة المعدنيةٌ في كل حالة ؟

ج :- 1 - في الحالة ( a ) تظهر على الكرة شحنتان الأولى قريبٌة من الساق تسمى المقيدٌة وهي شحنة مخالفة لشحنة الساق ( أي شحنة سالبة(والثانيةٌ بعيدٌة عن الساق تسمى الطليقٌة وهي مشابهة لشحنة الساق ( أي شحنة موجبة ) .

2 - في الحالة ( b ) بسبب إيصٌال الكرة بالأرض فسوف تبقى عليهٌا فقط الشحنة المقيدٌة وهي الشحن السالبة .

3 - في الحالة ( c ) تظهر على الكرة شحنة موجبة فقط وهي شحنة مشابهة لشحنة الساق وذلك بسبب التماس بينٌ الساق والكرة المعدنيةٌ المعزولة .

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

3 - ماذا حٌصل لمقدار الشحنة الموجبة على ساق الزجاج في كل من الحالات الثلاث ؟

ج :- 1 - في الحالتينٌ ( a – b ) يبٌقى مقدار الشحنة الموجبة على الساق كما هو عليهٌ وذلك لأن الشحن في هذه الحالتينٌ بطريقٌة الحث وفي هذه الطريقٌة فإن الساق لاتفقد أي شيء من شحنته .

2 - في الحالة ( c ) تفقد ساق الزجاج قسما" من شحنتها إلى الكرة المعدنيةٌ المعزولة وذلك لأن

الشحن في هذه الحالة بطريقٌة التماس وفي هذه الطريقٌة فإن الساق تفقد قسم من شحنتها .

________________________________________________________________________

س 16 /:- وضح كيفٌ يمٌكنك إستخدام الكشاف الكهربائي لمعرفة وجود الشحنة على الجسم ؟

ج :- نقرب الجسم من قرص كشاف كهربائي غيرٌ مشحون ( ورقتاه مطبوقتان ) فإذا :-

1 - أنفرجت ورقتا الكشاف الكهربائي دل ذلك على إن الجسم مشحون .

2 - لم تنفرج ورقتا الكشاف الكهربائي دل ذلك على إن الجسم غيرٌ مشحون .

________________________________________________________________________

س 17 /:- وضح كيفٌ يمٌكنك إستخدام الكشاف الكهربائي لمعرفة نوع الشحنة التي يحٌملها الجسم ؟

ج :- نؤخذ كشاف كهربائي مشحون بشحنة معلومة لدينٌا ثم نقرب الجسم المشحون من قرص الكشاف الكهربائي فإذا :-

1 – إزداد إنفراج ورقتي الكشاف دلّ ذلك على إن الجسم مشحون بنفس شحنة الكشاف .

2 - يقلّ إنفراج ورقتا الكشاف دلّ ذلك على إن الجسم مشحون بشحنة مخالفة لشحنة الكشاف .

_______________________________________________________________________

س 18 /:- لماذا تنفرج ورقتا الكشاف الكهربائي غيرٌ المشحون عند تقريبٌ جسم مشحون من قرصه ؟

ج :- وذلك لأن ورقتا الكشاف سوف تنشحنان بنفس الشحنة فتظهر بينٌهما قوة تنافر فتنفرجان .

س 19 /:- كيفٌ تفسر تولد الشحنات الموجبة على ساق الزجاج عند دلكها بالحريرٌ ؟

ج :- عند الدلك فإن ساق الزجاج سوف تفقد قسما" من ألكتروناتها فتصبح موجبة الشحنة بينٌما قطعة الحريرٌ سوف تكتسب هذه الألكترونات فتصبح سالبة الشحنة .

________________________________________________________________________

س 20 /:- لماذا يصٌعب إجراء تجارب الكهربائيةٌ الساكنة في يوٌم رطب ؟

ج :- وذلك لأن الهواء الرطب موصل جيدٌ للكهربائيةٌ فيحٌصل تفريغٌ سريعٌ للشحنات الكهربائيةٌ .

________________________________________________________________________

ملاحظات/:-

1 - الجسم المتعادل الشحنة هو الذي تكون فيهٌ عدد الألكترونات مساوي لعدد البروتونات .

2 - الجسم الموجب الشحنة هو الذي تكون فيهٌ عدد الألكترونات أقل من عدد البروتونات .

3 - الجسم السالب الشحنة هو الذي تكون فيهٌ عدد الألكترونات أكبر من عدد البروتونات .

4 - شحنة البروتون تساوي شحنة الألكترون وتساوي ( 1.6 × 10-19 C )

________________________________________________________________________

س 21 /:- أختر الإجابة الصحيحٌة لكل مما ياتي :-

1 - الجسم السالب الشحنة هو جسم يكٌون فيهٌ عدد الألكترونات :-

A - مساوياٌ للعدد البروتونات b - أكبر من عدد البروتونات c - أقل من عدد البروتونات .

2 - إن بعض المواد تكون قليلٌة التوصيلٌ للكهربائيةٌ إذا كانت نقيةٌ وتصبح جيدٌة التوصيلٌ إذا أحتوت على شوائب معينٌة هي :-

الموصلات b - العوازل c - اشباه الموصلات .

3 - عند شحن كرة معدنيةٌ معزولة بتقريبٌ ساق من المطاط منها فإن هذه العمليةٌ تسمى التكهرب :-

A - بالدلك b - بالحث c - بالتوصيلٌ .

4 - إذا قرب جسم مشحون بشحنة موجبة من قرص كشاف متعادل وتم لمس القرص باليدٌ ثم ابعدت اليدٌ وبعد ذلك أبعد الجسم المؤثر فإن الكشاف يكٌون :-

A - مشحونا" بشحنة موجبة b - مشحونا" بشحنة سالبة c - متعادلا" .

5 - للكشف عن نوع شحنة جسم مشحون نقرب الجسم من قرص كشاف مشحون بشحنة معلومة فإن شحنة الجسم تكون مشابهة لشحنة الكشاف إذا :-

A - أنطبقت ورقتاه b - زاد إنفراج ورقتاهٌ c - لم تتأثر ورقتاه .

6 - الجسم غيرٌ المشحون في الذرة هو :-

A - الألكترون b – البروتون c - النيوٌترون .

7 - يمٌكن للإلكترونات المرور خلال مادة :-

A - المطاط b - النحاس c - الزجاج .

8 - عند دلك قطعتينٌ من مادتينٌ عازلتينٌ فإنه تتولد على :-

A - القطعتينٌ شحنتينٌ متشابهتينٌ b - القطعتينٌ شحنتينٌ مختلفتينٌ c -إحدى القطعتينٌ شحنة ولا تتولد على الأخرى



((معلومات عامة))

سنتعامل في حل مسائل هذا الفصل مع الأسس ...إذا" يجب معرفة بعض الأمور التي تخص ضرب وقسمة الأسس التي هي الأساس في حل مسائل هذا الفصل والتي لابد للطالب من معرفتها قبل البدء بقوانين هذا الفصل :-

ضرب الأسس :- حسب القاعدة الرياضية فإنه (عند الضرب تجمع الأسس) فإذا كانت إشارات الأسس متشابهة نأخذ نفس الإشارة ونجمع الأسس جمعا" إعتياديا" وإذا كانت الإشارات مختلفة نأخذ إشارة الأس الكبيرونطرح الأسس طرحا" إعتياديا"

أمثلة :- ( أ )إذا كانت إشارات الأسس متشابهة ؟

3 × 103 × 6 × 104 = 3 × 6 × 103+4 = 18 × 107

4 × 105 × 2 × 107 = 4 × 2 × 105+7 = 8 × 1012

(ب)إذا كانت إشارات الأسس مختلفة ؟

6 × 104 × 2 × 10-7 = 6 × 2 × 104+(-7) = 12 × 10-3

7 × 108 × 3 × 10-3 = 7 × 3 × 108+(-3) = 21 × 105

قسمة الأسس :- حسب القاعدة الرياضية فإنه (عند القسمة تطرح الأسس)ولكن يجب مراعاة أساسيات الطرح الأعتيادية :-

أمثلة :-

4 × 106 ÷ 2 × 103= 4÷ 2 × 106-3= 2 × 103

8 × 103 ÷ 2 × 107 = 8 ÷ 2 × 103-7 = 4× 10-4

21 × 102 ÷ 7 × 10-3 = 21 ÷ 7 × 102-(-3)= 3 × 102+3= 3 × 105

49 × 10-4 ÷ 7 × 106 = 49 ÷ 7 × 10-4-6 = 7 × 10-10

30 × 10-5 ÷ 6 × 10-7 = 30 ÷ 6 × 10-5-(-7)= 5 × 10-5+7= 5 × 102

30 × 10-7 ÷ 6 × 10-5 = 30 ÷ 6 × 10-7-(-5)= 5 × 10-7+5= 5 × 10-2

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

ملاحظة/:-الرقم (1 × 103)يساوي الرقم الأعتيادي (1000) والرقم (1 × 107) يساوي الرقم

الأعتيادي (10000000) أما الرقم (1 × 10-3) يساوي الرقم الأعتيادي (0.001) والرقم

(1 × 10-7) يساوي الرقم الأعتيادي (0.0000001) وهكذا .......

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

مثال1 /:-كم يساوي الرقم(32 ×104)بالصيغة الأعتيادية ؟

الحل:-

32 × 104 = 320000

هنا ضربنا الرقم(32) في (10000) .

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

مثال2/:-كم يساوي الرقم(32 × 10-4) بالصيغة الأعتيادية ؟

الحل:-

32 × 10-4 = 0.0032

هنا قسمنا الرقم(32) على (10000) .

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

ملاحظة/:-لتحويل الرقم الأعتيادي إلى صيغة أسية نتبع ما يأتي :-

إذا كان الرقم كبير أكبرمن الواحد نقوم بتحريك الفاصلة العشرية نحو اليسارحتى يبقى عدد صحيح واحد أو أكثرثم نحسب عدد المراتب التي تحركت بها الفاصلة العشرية فتكتب بشكل قوة موجبة للعدد(10) .

إذا كان الرقم صغير أصغر من الواحد نقوم بتحريك الفاصلة العشرية نحو اليمين حتى يبقى عدد صحيح واحد أو أكثر ثم نحسب عدد المراتب التي تحركت بها الفاصلة العشرية فتكتب بشكل قوة سالبة للعدد(10) .

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

مثال 3/:- أكتب الرقم (25000)بالصيغة الأسية ؟

الحل:-

25000=250 × 102 , 25 × 103 , 2.5 × 104 ……….

مثال4/:-أكتب الرقم (0.00000027)بالصيغة الأسية ؟

الحل:-

0.00000027= 27 × 10-8

القوانين

قانون كولوم

لإيجاد القوة الكهربائية بين الشحنات الكهربائية نطبق قانون كولوم(Coulombʼs Law) الذي ينص على:-

القوة الكهربائية = ثابت × الثانية الشحنة ×الأولى الشحنةالشحنتين بين البعد مربع F = K × q1 × q2r2

حيث إن :-

F:-القوة الكهربائيةوتقاس بوحدات(نيوتن , N) .

K:- ثابت التناسب وقيمته (9 × 109)وحدة قياسه(نيوتن . م2 /كولوم2 , N.m2/C2) .

q1:- الشحنة الأولى وتقاس بوحدات(كولوم , C) .

q2:- الشحنة الثانية وتقاس بوحدات(كولوم , C) .

r:-البعد بين الشحنتين ويقاس بوحدات(متر , m) .

ملاحظة:- كولوم =1000ملي كولوم = 310ملي كولوم C=1000mC=103mC ملي كولوم =10 -3 كولوم mC=10-3C

كولوم = 1000000مايكرو كولوم=610مايكروكولوم C=1000000µC=106µC

مايكروكولوم=10 -6كولوم µC=10-6C

سم = 10-2متر cm= 10-2m

ملاحظة/:-أشارات الشحنات التي تعطى في السؤال لا تكتب في القانون وإنما تعطى لمعرفة نوع القوة المتبادلة بين تلك الشحنات(الشحنات المتشابهة تتنافر , الشحنات المختلفة تتجاذب ) .



اسئلة محلولة

س/:- شحنتان كهربائيتان نقطيتان متماثلتان مقدار كل منهما (3×10-9C) والبعد بينهما(5cm)أحسب مقدار قوة التنافر بينهما ؟

الحل:-كما ملاحظ فإن البعد بين الشحنتين بوحدات (cm) فيجب تحويله إلى(m)عند التعويض بالقانون وذلك بالضرب في(10-2) .

F = 9×109 × q1 × q2r2

F= 9×109 3×10-9 ×3×10-9 (5×10-2 )2

F= 9×109 3×10-9 ×3×10-9 25×10-4

F= 9×3×3×10+9-9-925×10-4

F=81×10-925×10-4

F=3.24×10-9-(-4)=3.24×10-9+4=3.24×10-5N .

س/:-وضعت شحنة كهربائية نقطية موجبة مقدارها(+6µC)على بعد(4cm)من شحنة كهربائية نقطية أخرى سالبة

مقدارها(- 4µC ) أحسب مقدار قوة التجاذب بينهما ؟

الحل:- كما ملاحظ فإن البعد بين الشحنتين بوحدات(cm)فيجب تحويله إلى(m)عند التعويض بالقانون وذلك بالضرب في(10-2) . وكذلك قيمة كل من الشحنتين بوحدات(µC) فيجب تحويل مقدار تلك الشحنتين إلى وحدات(C)عند التعويض بالقانون وذلك بالضرب في(10-6) .

F = 9×109 × q1 × q2r2

F= 9×109× 6×10-6 ×4×10-6 (4×10-2 )2

F= 9×109× 6×10-6 ×4×10-6 16×10-4

F= 9×6×4×10+9-6-616×10-4

F=216×10-316×10-4

F=13.5×10-3-(-4)

F =13.5×10-3+4

F =13.5×101

F = 135N .



س/:-شحنة موجبة مقدارها(3×10-9C)موضوعة على بعد(10cm) من جسيم شحنته موجبة فإذا كانت القوة الكهربائية بينهما(189×10-6N)أحسب مقدار شحنة الجسيم ؟

الحل:-نعتبر(q2)هي شحنة الجسيم المطلوبة . ملاحظة(100= 1) .

F= 9×109 × q1 × q2r2

189×10-6= 9×109× 3×10-9 ×q2 (10×10-2 )2

189×10-6= 9×109× 3×10-9 ×q2 100×10-4

189×10-6= 9×3×10+9-9 ×q2100×10-4

189×10-6=27×100×q2100×10-4

27×q2 =189×100×10-6+(-4)

27×q2 = 18900×10-6-4

27×q2 = 18900× 10-10

q2 = 18900×10-1027

q2 = 700 × 10-10 q2 = 70 × 10-9 C .



واجب بيتي

س/:-شحنة مقدارها(5×10-8C)موضوعة على بعد(0.5m)من شحنة مساوية لها أحسب القوة المتبادلة بينهما ؟

س/: -شحنة موجبة مقدارها (4×10-6C) موضوعة على بعد (20cm) من شحنة سالبة مقدارها(8×10-6C) أحسب القوة المتبادلة بين الشحنتين وما نوعها ؟

س/:-كرتان صغيرتان مشحونتان بشحنتين مقدار شحنة الأولى(-4µC)ومقدار شحنة الثانية(+3µC) فإذا كانت الكرتان موضوعتين في الهواء والبعد بين مركزيهما(2cm) أحسب القوة الكهربائية المتبادلة بين الكرتين مبينا" نوع هذه القوة وذاكرا" السبب ؟

س/:-شحنتان كهربائيتان نقطيتان متماثلتان قوة التجاذب بينهما تساوي(9×10-7N)عندما كان البعد بينهما(5cm) . أحسب مقدار شحنة كل منهما ؟

ملاحظة/:-

1-لإيجاد عدد الألكترونات التي يحملها الجسم نطبق القانون التالي :-

عدد الألكترونات = الجسم شحنةالألكترون شحنة Ne= Qqe

حيث إن :-

Ne:-عدد الألكترونات .

Q:-شحنة الجسم وتقاس بوحدات(كولوم , C) .

qe:-شحنة الألكترون وقيمتها ثابتة وتساوي(1.6 × 10-19 C) تحفظ للأهمية .

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

س/:-أحسب عدد الألكترونات التي أزيحت من جسم موصل معزول متعادل الشحنة يمتلك شحنة مقدارها(1.6 ×10-9 C) ؟

الحل:-

Ne= Qqe

Ne= 1.6 ×10-91.6 ×10-19 = 1010 e .

س/:-أحسب عدد الألكترونات التي يجب أن يزود بها جسم مشحون بشحنة موجبة مقدارها (4.8 × 10-6C) ؟

الحل:-

Ne= Qqe

Ne= 4.8 ×10-61.6 ×10-19 = 3 × 1013 e .

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

2- لإيجاد كمية الشحنة التي يحملها الجسم نطبق القانون التالي :-

شحنة الجسم = عدد الألكترونات × شحنة الألكترون . Q = Ne × qe ............................................................................................................

س/:-أحسب كميةالشحنة الكهربائية المتكونةعلى ساق من البلاستك أنتقل أليه(4 × 106 e)نتيجة الدلك وحدد نوع شحنة الجسم ؟

الحل:-

Q = Ne × qe

Q = 4 × 106 × 1.6 × 10-19

Q = 4 × 1.6 × 106+(-19)

=- 6.4 × 10-13 C .

نوع شحنة الجسم(سالبة)لأنه أكتسب الكترونات



واجب

س/:-أحسب كمية الشحنة الكهربائية المتكونة على ساق من الزجاج أنتقل منه(2 × 108 e)نتيجة الدلك وحدد نوع شحنة الجسم ؟



قانون المجال الكهربائي

1-لإيجاد المجال الكهربائي لشحنة كهربائية نقطية(أختبارية) نطبق القانون التالي :-

المجال الكهربائي = الكهربائية القوةالأختبارية الشحنة مقدار E = Fq´

حيث إن :-

E:-المجال الكهربائي ويقاس بوحدات(نيوتن/كولوم ,N/C) .

F:-القوة الكهربائية وتقاس بوحدات(نيوتن , N) .

q´:-الشحنة الكهربائية النقطية(الأختبارية)وتقاس بوحدات(كولوم , C) .

س/:-شحنة كهربائية نقطية موجبة مقدارها(+2×10-9C) وضعت عند نقطة في مجال كهربائي فتأثرت بقوة مقدارها(4×10-6N) ما مقدار المجال الكهربائي في تلك النقطة ؟

الحل:-

E = Fq´

E = 4×10-62×10-9

E = 2 × 10-6-(-9) = 2 × 10-6+9 = 2 × 103 N/C .

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

س/:-جد شدة المجال الكهربائي المؤثر على شحنة كهربائية نقطية موجبة مقدارها(+4×10-6C)

تأثرت بقوة كهربائية مقدارها(10×10-4) ؟

الحل:-

E = Fq´

E = 10×10-44×10-6

E = 2.5×10-4(-6) = 2.5 × 10-4+6= 2.5 ×102 N/C .



واجب

س/:-شحنة كهربائية نقطية موجبة وضعت عند نقطة في مجال كهربائي شدته(2×102N/C) فتأثرت بقوة مقدارها(6×10-7N) ما مقدار تلك الشحنة ؟

س/:- مجال كهربائي شدته(5×103N/C) وضعت فيه شحنة كهربائية نقطية موجبة فتأثرت بقوة مقدارها(10×10-6N) ما مقدار تلك الشحنة ؟

س/:- إذا كانت شدة المجال الكهربائي المؤثرة على شحنة كهربائية نقطية مقدارها(5µC) تساوي ( 2×102N/C) جد مقدار القوة الكهربائية المؤثرة على تلك الشحنة ؟