ا/الكافي : ملخص المغنطيس والكهرباء الساكنة فيزياء الشهادة السودانية PDF

الفصل الأول - المغنطيسية

ما هو المغنطيس؟ 

يعرف المغنطيس بأنه قضيب من الحديد له القدرة علي جذب المواد المغنطيسية كالحديد أو النيكل إذا اقتربت منه.

خصائص المغنطيس :

1. لكل مغنطيس قطبان عند طرفيه تتركز فيهما قوه جذبه.
2. عند تعليقه من منتصفه بخيط و جعله حر الحركة فوق سطح الأرض يستقر في وضع الشمال والجنوب الجغرافيين تقريبا.
3. يتركب في ابسط صور له من قطب شمالي و آخر جنوبي لذا يقال عليه ثنائي الأقطاب. 

4. أقطابه المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب (تسمي بقاعدة خاصية الجذب و التنافر في
المغنطيسية)
5. يولد حوله مجال مغنطيسيي
يستخدم المغنطيس في صناعة الجرس الكهربي.
قطب المغنطيس :
هو المنطقة بالقرب من طرف المغناطيس تتركز فيها قوه جذب المغناطيس.
المجال المغناطيسي :
هو
المنطقة التي تحيط بالمغنطيس من جميع الجهات و تظهر فيها آثار القوه المغنطيسية.

خواص المجال المغنطيسي: (خاصيتان)

1 الشدة الشدة المغنطيسية :
2- الاتجاه
هو المقدار الذي يعبر عن مقدار المغناطيسية في قطب معين رمزها (ش)
الكشف عن المجال المغنطيسي: (بوسيلتين)
1 بنثر برادة الحديد
2- بوضع إبرة البوصلة

خواص خطوط المجال المغنطيسي :

1. وهمية
2. مغلقة
(لأنه لا يوجد مغنطيس بقطب واحد منفرد)
3. لا تتقاطع
(لأن محصلة القوة فردية)
4. تتزاحم عند الأقطاب (لأن قوة المغنطيس تتركز عند قطبيه)
الكافي في الفيزياء
5. لا تمر بنقاط التعادل

نقاط التعادل :
هي نقاط تكون عندها شده المجالات المغنطيسية متساوية في المقدار و مختلفة في الاتجاه.
6. ترسم من القطب الشمالي إلي القطب الجنوبي

طرق تعيين قطبي المغنطيس:

1. بواسطة مغنطيس آخر معلوم القطبين
2. بواسطة الإبرة المغنطيسية
3. يعلق حر الحركة فيأخذ
وضع
الشمال
و الجنوب الجغرافيين

أشكال خطوط المجال المغنطيس :

1) قضيب مغنطيس منفرد
(2) قضيبين مغناطيسيين متقابلين و علي استقامة إحده
أ) القطبان المتقابلان متشابهان
الشماليان متقابلان
القطبان المتقابلان مختلفان :
3 قضيبين مغنطيسيين متجاورین و متوازيين أ) القطبان المتجاورين متشابهين
الكافي في الفيزياء
ii الجنوبيان متقابلان
ب القطبان المتجاورين مختلفان
إعداد الأستاذ : محمد ميرغني الطاهر

المجال المغناطيسي للأرض:

الأرض عبارة عن مغناطيس كبير يوجد قطبه الشمالي بقرب القطب الجنوبي الجغرافي بينما يوجد
قطبه الجنوبي قرب القطب الشمالي الجغرافي.
الجنوب المغنطيسي
الشمال الجغرافي
الأرض
الشمال المغنطيسي
الجنوب الجغرافي

الفيض المغنطيسي (b) ((ينطق فاي) :

هو عدد خطوط القوة المغنطيسية المارة خلال مساحة ما .
وحدة قياسه
:
في النظام الدولي بـ(الوبر) و في النظام الفرنسي بـ(الماكسويل)
تعريف الماكسويل خط واحد من خطوط القوة المغنطيسية.
وبر = 810 ماكسويل)
الماكسويل = الخط = 10 وبر
كثافه الفيض المغناطيسي: (ب) "العالم" "بيو"
هي
الفيض المغناطيسي الذي يمرعموديا عبر سطح مساحته وحدة المساحات.
Φ
وحدة قياسة:
س
وبرم و تختصر تسلا (1) تسلا = 1 ويبر / م2)
تحويل الوحدات:
الداين = 510 نيوتن
السم2 = 410 متر2
1- القوة
2- المساحة
3- الفيض المغنطيسي
ثقل كجم = 9,8 نيوتن
وبر
4 - المسافة
الماكسويل = 810 وبر
الخط
810
=
الملم2 = 610 متر 2 - الكلم = 310 متر
الانجستروم =1010 متر
3


النافذية المغنطيسية:
هي
قابلية الوسط لإنفاذ خطوط القوي المغنطيسية خلاله. او مدي سماح الوسط لخطوط القوي
المغنطيسية بالنفاذ خلاله.
الشدة المغنطيسية
هي المقدار الذي يعبر عن مقدار المغنطيسية في قطب معين.
و تقاس بوحدة أمبر . متر

الفصل الثاني - الكهربيه الساكنة

هي كهرباء تنتج من تراكم الشحنات الكهربية علي الأجسام نتيجة للدلك أو أي وسيلة من وسائل
التكهرب . التكهرب الشحن:
هي
خاصية فقد أو اكتساب الإلكترونات بواسطة الأجسام.

وسائل التكهرب "الشحن" : - 

1. الشحن بالدلك "الإحتكاك"
2. الشحن باللمس "التوصيل"
3. الشحن بالتأثير "التكهرب عن بعد"
• الشحن بالدلك : - هو الشحن الذي يكتسب فيه الجسم الدالك شحنه مخالفة للجسم المدلوك . "لان
احدهما يفقد الكترونيات و الثاني يكتسبها "
مثال :- 1- الصوف و المطاط)
مطاط
أثناء
2- (قضيب زجاج و قطعه حریر)
"الفقد يكسب الجسم المتعادل شحنة موجبة و يؤدي إلي نقصان كتلته." الجسم المتعادل الذي يكتسب الكترونات تتكون عليه شحنة سالبه و تزداد كتلته. . الشحن باللمس "التوصيل" : -
هو الشحن الذي يكتسب فيه الجسم المراد شحنه نفس شحنه الجسم المشحون. "فيه يشحن الجسم بشحنه مشابهه لشحنة المؤثر اللامس"
الكافي في الفيزياء
خطوات الشحن باللمس
-1- إذا كان المؤثر سالب
4
إعداد الأستاذ : محمد ميرغني الطاهر
عازل بعد
قبل
أثناء
إذا لامس جسم سالب التكهرب و يسمي المؤثر جسما متعادلا فإن الأول يعطي بعض الكترونات الحرة السالبة إلي الجسم المعتدل فيصبح الاخر سالب كما تزداد كتلت الجسم المتعادل لانه اكتسب
الكترونات.
2- إذا كان المؤثر موجب :-
عازل
قبل
++
عازل
بعد
أثناء
إذا لامس جسم موجب التكهرب جسما متعادلا فإن بعض الالكترونات الحره السالبه ستنجذب من الجسم المعتدل إلي الجسم الموجب "المؤثر " فيكتسب الجسم المتعادل شحنة موجبة و تنقص كتلته
لأنه فقد الكترونات.
• الشحن بالتأثير:-
هم الشحن الذي يكتسب فيه الجسم المراد شحنه شحنة مخالفة للجسم المشحون

عند الشحن بالتأثير ينبغي مراعاة الأتي: -

i يجب أن يكون الجسم المراد شحنه معزولا عن الارض.
ii) لابد من وجود مؤثر يحمل شحنة كهربية.
(iii) الشحن يتم عدة مراحل عادة اربعة خطوات. 1- إذا كان المؤثر سالب :-
(ب)
عادل
سحور
تفريغ كهربي
توصيل بالأرض
(د)
عازل
ابعاد المؤثر والتوصيل بالارض
ابعاد التوصيل بالارض
الكـافـي فـي الـفيــزيــاء
2- إذا كان المؤثر موجب :-
(ب)
لمان عادل ا
عارك ا
ابعاد التوصيل بالارض
قرص معدني
ساق معدنية ام سدادة
اناء زجاجي
ورقتين معدنيتين رقيقتين
أجزاء الكشاف الكهربي: -
الكشاف الكهربائي
إعداد الأستاذ : محمد ميرغني الطاهر
تفريخ كهربي
توصيل بالأرض
(د)
ابعاد المؤثر والتوصيل بالارض
الكشاف الكهربي
(1)
1 كرة معدنية او قرض معدني استعمالات الكشاف الكهربي : -
2- ساق معدنية
3- ورقتان ذهبيتان
1. يستخدم في الكشف عن الحالة الكهربية للجسم. أي معرفة الجسم ما إذا كان الجسم مشحونا أم
لا"
2. يستخدم لاختبار المواد من حيث توصيلها للكهرباء . "ما إذا كان الجسم جيد التوصيل او ردئ التوصيل أم عازلا للكهرباء"
3. يستخدم في مقارنة بين الشحنات الكهربية. وذلك بملاحظة مدي الانفراج مع كل جسم علي حده
4. يستخدم في معرفة نزع الشحنات. و يتم ذلك بالتأثير علي قرص الكشاف المشحون بشحنه معينه فإذا زاد الانفراج دل علي نفس شحنه الكشاف و إذا قل الانفراج دل علي ان الشحنة مخالفة لنوع
شحنة الكشاف"
الكافي في الفيزياء
القوة الكهربية
قمة التجاذب لم التنافي المتبادلة بين شجنتين كمبييتين
إعداد الأستاذ : محمد ميرغني الطاهر


هي
القوة الكهربية
قوة التجاذب او التنافر المتبادلة بين شحنتين كهربيتين.
العوامل التي تعتمد عليها القوة الكهربية : -
(i مقدار كل من الشحنتين (شاش2)
.
ف شاش 2
1
ii مربع
المسافة الفاصلة بين الشحنتين "ف" ق
يسمى بقانون التربيع العكسي في الكهربية و ينص علي ان القوة الكهربية المتبادلة بين شحنتين كهربيتين تتناسب عكسيا مع مربع المسافة بينهما.
iii نوع الوسط بين الشحنتين.

قانون كولوم في الكهربية الساكنة -

ينص علي : القوة الكهربية المتبادلة بين شحنتين كهربيتين تتناسب طرديا مع حاصل ضرب مقدارهما و عكسيا مع مربع المسافة الفاصلة بينهما مع وضع نوع الوسط الفاصل في الاعتبار.
المتبعة الرياضية:
ث × ش1 × ش2
حيث
شاش2: مقدار الشحنتين
1
n4
ش1 × ش2
ف2 مربع
المسافة
بين الشحنتين
ثي: يسمى بثابت كولوم في الكهربية الساكنة.
قيمة بالنسبة بالفراغ: - ثك - 9×910
وحدة قياسه: نیوتن متر 2 / كولوم
2
ثك
1
CT4
=
عوامله : حرف لاتيني : يقرأ ابلسون ويسمي بمساحية الوسط و هو للفراغ
ع للفراغ = 8,85×1210
.
وحدة قياسه = كولوم/ نيوتن. متر 2
7
الكافي في الفيزياء
التعريف: أو
مدى سماح الوسط لخطوط القوة الكهربية علي النفاذ عبره.
قابلية الوسط لخطوط القوة الكهربية علي النفاذ عبره.
الأمثلة:
إعداد الأستاذ : محمد ميرغني الطاهر
1. شحنتان کهربیتان مقدارهما 50 ميكروكولوم و 250 ميكروكولوم وضعتا في الفراغ علي بعد 50
سم من بعضهما . احسب القوة الكهربية المتبادلة و ما نوعها؟ و لماذا .
2. شحنتان کهربیتان مقدرهما 314 كولوم و 16 كولوم و وضعتا في وسط كولوم / نيوتن متر علي بعد 2 متر من بعضهما (حسب مقدار القوة الكهربية المتبادلة بينهما ) "خذ n = 3.14." 3 شحنتان کهربيتان عندما كانت المسافة بينهما "ف" متر كانت القوة بينهما 325 نيوتن. احسب القوة الكهربية بينهما صارت المسافة بينهما 5 أمثال المسافة الأولي.
4. شحنتان كهربيتان وضعتا علي مسافة من بعضهما في الهواء فكانت القوة الكهربية المتبادلة
بينهما 100 نيوتن . كم تصبح القوة الكهربية بينهما إذا :
ا. تضاعف مقدار إحدى الشحنات
... تضاعف مقدار كل من الشحنتين
ااا. تضاعف البعد بينهما
قل البعد بينهما إلي النصف
وضع بينهما وسط سماحيته تضاعف سماحية الهواء
5. ثلاث شحنات كهربية مقاديرها ش كولوم و 2 ش كولوم و 3 ش كولوم وضعت علي خط مستقيم


علي الترتيب و كانت المسافة بين كل شحنة و التي تليها ف متر. احسب مقدار القوي الكهربية
الواقعة علي كل شحنة فيهن ثم احسب نسبة قيم القوي علي كل منهن
6. وسط سماحيته الكهربية ثلاث أمثال سماحية الهواء. احسب ثابت كولوم لذلك الوسط. 7. شحنتان متساويتان في المقدار و من نوع واحد و وضعتا في الهواء و عندما كانت المسافة بينهما 3 متر نشأة قوة تنافر قدرها 90 نيوتن احسب مقدار كل من الشحنتين.
9-
8. شحنتان 2 كولوم، 8 كولوم ، المسافة بينهما 6 أمتار كانت قوة التنافر بينهما 4×10 نيوتن 9. اوجد ثابت الوسط " ث" و ما نوع الوسط؟ 10. شحنتان نقطتيان 9-10 × 1 كولوم و 9-10 × 4 - كولوم موضوعتان في الهواء و المسافة بينهما 12سم. احسب القوة المؤثرة علي شحنة مقدارها 12-10 × 1- كولوم موضوعة في منتصف المسافة بينهما.
الكـافـي فـي الـفيـزيــاء
8
إعداد الأستاذ : محمد ميرغني الطاهر
11. ما نوع و مقدار الشحنة التي يجب وضعها علي بعد 60سم من الشحنة 6–10 × 5- كولوم و 90سم من الشحنة 106 × 6-كولوم بحيث تكون محصلة القوة الواقعه علي الشحنة 10-6 × 5- متقدمة. إذا كانت المسافة بين الشحنتين 30سم
12. شحنتان نقطتيان وضعتا علي المحور السيني حيث وضعت الشحنة
ميكروكولوم عند "س
"0
=
الأولي و هي 3.2
و
الشحنة الثانية و هي
5- ميكروكولوم عند "س=40
سم
أين
توضع شحنة ثالثة "ش" المحور السيي بحيث تكون القوة المؤثرة عليها صفر.
13. شحنتان کهربیتان -3 ، 5 ميكروكولوم احسب القوة المؤثرة علي كل شحنة إذا كانت:
1. المسافة بين الشحنتين = 5سم
11. المسافة بين الشحنتين كبيرة جدا
111. المسافة بين الشحنتين صغيرة جدا
14. شحنتان غير متساويتين وقوة التنافر بينهما 2 نيوتن عندما كانت المسافة بينهما 5سم. احسب مقدار القوة إذا تضاعفت مقدار كل من الشحنتين و أصبحت المسافة 3 أمثال المسافة الأولي. 15. احسب القوة المؤثرة علي الشحنة 6105 كولوم من الشكل التالي:
جسم
6-
2سم
→
6-
الأولى 6×610 كولوم والثانية 5×610 كولوم الثالثة 4×10 كولوم من اليمين إلى اليسار
على الترتيب.
المجال الكهربي
هو
منطقة
التي تحيط بالشحنة الكهربية من جميع الجهات و تظهر فيها آثار القوة الكهربية.
خواص المجال الكهربي: -
1) الشدة "المقدار" شدة المجال الكهربي: -
2) الاتجاه
هو مقدار القوة الكهربية التي يؤثر بها المجال الكهربي علي وحدة الشحنات الموجبة الموجودة في
تلك النقطة.
الكافي في الفيزياء
اتجاه المجال الكهربي : -
9
إعداد الأستاذ : محمد ميرغني الطاهر

خواص خطوط المجال الكهربي

1. تبدأ من الشحنة الموجبة و تنتهي عند الشحنة السالبة و إذا اختفت أي من الشحنتين فإن الخطوط تستمر إلي ما لا نهاية.
2. لا تتقاطع لأنه لا يوجد غير اتجاه واحد للمجال الكهربي"
3. تتزاحم و تزيد كثافتها كلما اقتربتا من الشحنة و تتباعد و تقل كثافتها كلما ابتعدتا من
الشحنة.
4. لا تمر بنقاط التعادل
5. خطوط وهمية
. نقاط التعادل : -
.1
هي
نقطة تكون عندها شدة المجالات الكهربية متسواية في المقدار و مضادة في الاتجاه.
2 نقطة تكون عندها المحصلة الكلية لشدة للمجال الكهربي تساوي صفر. 3. نقطة تنعدم عندها شدة المجال الكهربي.
الجهد الكهربي
طاقة الوضع الكهربية لوحدة الشحنات الموجبة في تلك النقطة.
هو
فرق الجهد بين نقطتين : -
هو الشغل الذي تبذله وحدة الشحنات الموجبة للتحرك بين هاتين النقطتين.

تمارين الكهربية الساكنة

.1
جسم شحنته 1 كولوم وضع في مجال كهربي شدته 100 نيوتن / كولوم و متجه شمالا. اوجد : مقدار القوة الواقعه علي الجسم
2. وضع إلكترون داخل مجال كهربي متجها في نفس مجال جاذبية الأرض إذا أخذنا عجلة الجاذبية للأرض تساوي 1 متر/ الثانية 2 و كتلة الإلكترون 31-10 × 9 كجم و شحنة الإلكترون× 1.6 10-19كولوم. اوجد شدة المجال الكهربي التي تجعل الإلكترون ساكنا "معلقا" 3. الشكل أدناه يوضح شحنتين كهربيتين موجبتين تفصل بينهما مسافة 8سم و مقدار شحنة كل منهما 8 ميكروكولوم النقطة "ب" تمثل منتصف المسافة بين الشحنتين.
اوجد الأتي:
.I
.II
شدة المجال الكهربي عند النقطة "ب"
.III
.IV
مقدار القوة الكهربية المؤثر علي الإلكترون وضع عند النقطة "ب" شدة المجال الكهربي عند النقطة "أ" و وضح الاتجاه
بدون استعمال أية حسابات أخري اوجد شدة المجال الكهربي عند النقطة "ج" ووضح الاتجاه 4. شحنتان 10 كولوم، 40 كولوم وضعتا في الهواء علي بعد 60سم من بعضهما اوجد المكان الذي تكون عنده شدة المجال الكهربي = صفر .
5. شحنة كهربية مقدارها 15 كولوم موضوعة على بعد 3 متر من النقطة (هـ) أجب عن الأسئلة
التالية :-
i شدة المجال الكهربي عند النقطة (هـ). ii كثافة الفيض الكهربي عند النقطة (هـ).
في في الفيزياء
13
إعداد الأستاذ : محمد ميرغني الطاهر
iii) فرق الجهد الكهربي عند النقطة (هـ).
iv مقدار القوة الكهربية المؤثرة على شحنة مقدارها 5 كولوم وضعت عند النقطة (هـ). 6. شحنتان تقطيان مقدارهما 1×910 كولوم و 4×9910 كولوم موضوعتان في الهواء والمسافة
بينهما 12
أحسب:- سم
i القوة الكهربية المتبادلة بينهما .
ii) (شدة المجال وكثافة الفيض وفرق الجهد الكهربي في منتصف المسافة بينهما.
iii شدة المجال على بعد 12سم من شحنة مقدارها 4 كولوم.
7. وجد الفيض المار عبر سطح كرة مركزها شحنة مقدارها 4 كولوم.
8. إذا إخترقت 18×10 من خطوط القوة الكهربية منطقة مساحة سطحها عشر أمتار مربعة عمودياً
أحسب:
i كثافة الفيض الكهربي في المنطقة.
ii شدة المجال الكهربي في هذه المنطقة علماً بأن سماحية الوسط تساوي 2×10-12
كولوم نيوتن.متر 2.
9. شحنة كهربية مقدارها 4 كولوم وضعت مركز كره مجوفة قطرها 6 متر أوجد الآتي:
i شدة المجال الكهربي عند سطح الكرة. ii) كثافة الفيض الكهربي عند سطح الكرة.
(iii) فرق الجهد الكهربي عند سطح الكرة.
iv القوة الكهربية المؤثرة على شحنة قدرها 2 كولوم وضعت عند سطح الكرة. v) عدد الإلكترونات التي تحتويها الشحنة 4 كولوم الموجودة في مركز الكرة. vi الفيض الكهربي المار عبر سطح الكرة.
10. أحسب الشغل اللازم لنقل شحنة كهربية قدرها 4 كولوم بين طرفي موصل فرق جهد 20فولت.