الفصل الأول المتسعات
المتسعة الموضوعة في دائرة التيار المستمر تعد مفتاح مفتوح؟
لان المتسعة عندما تشحن بكامل شحنتها يكون جهد كل صفيحة منها مساويا لجهد القطب المتصل بالبطارية و عندها يكون فرق الجهد بين المتسعة يساوي فرق الجهد بين قطبي البطارية و في هذه الحالة ينعدم فرق الجهد على طرفي المقاومة في الدائرة مما يجعل التيار في الدائرة يساوي صفر،فتعد المستعة مفتاحا مفتوحا
ما المقصود بالمتسعة ذات الصفيحتين المتوازيتين
هي متسعة تتألف من صفيحيتن موصلتين مستويتين متماثلتين معزولتين و متوازيتين و مساحة كل منهما A مفصولتان عن بعضهما بالبعد d و مشحونتين بشحنتين متساويتين مقدارا و مختلفتين نوعا.
العوازل القطبية
و هي العوازل التي تمتلك عزوما كهربائية ثنائية القطب دائمية دايبول و يكون التباعد بين مركزي شحنتيها السالبة و الموجبة ثابتا مثل الماء النقي
متسعة مربوطة بين قطبي مصدر فولطية المستمرة بطارية ما تأثير تقريب صفيحتيها من بعضها على كل من و لماذا؟ ؟
١.السعة: تزداد لان السعة تتناسب عكسيا مع البعد بين صفيحتيها C&1/d ٢.فرق الجهد:ثابت لثبوت فرق جهد المصدر ٣.المجال الكهربائي: يزداد لانه يتناسب عكسيا مع البعد بثبوت فرق الجهد بين الصفيحيتن وفق العلاقة :E=◇V/d ٤.الشحنة المختزنة: تزداد لزيادة السعة بثبوت فرق الجهد ٥.الطاقة المختزنة:تزداد بسبب زيادة الشحنة المختزنة وفق العلاقة: PE=1/2◇V×Q
متى يعد المجال الكهربائي متظما بين صفحتي المتسعة ذات الصفيحتين المتوازيتين؟
اذا كان البعد بين الصفحيتين d صغيرة جدا مقارنة مع ابعاد الصفيحة الواحدة فيهمل عندئذ عدم انتظام المجال عند الحافات
العازل الغير قطبي بين صفيحتي المتسعة مشحونة يبقى متعادلا كهربائيا شحنته الكلية يساوي صفر بالرغم من ظهور الشحنة على وجهيه
العوازل الغير القطبية تظهر الشحنات السطحية على وجهيها
في اي نوع من انواع العوازل تظهر الشحنات السطحية على وجهيها؟
العوازل الغير قطبية، تولد الشحنات السطحية مجالا كهربائيا Ed داخل العازل يعاكس في اتجاهه اتجاه المجال المؤثر E فيعمل على اضعافه E=E-Ed
يقول صديقك ان المتسعة المشحونة تختزن شحنة مقدارها يساوي كذا و اتم تقول ان المتسعة المشحونة تكون صافي شحنتها الكلية يساوي صفر و مدرس يقول ان كذا القولين صحيح؟
ان المتسعة المشحونة تختزن شحنة الموجبة في إحدى صفيحتيها و تختزن الشحنة السالبة في الصفيحة الأخرى و المقدار نفسه و يكون صافي شحنته الكلية يساوي صفرا لان Qt=(+Q)+(-Q)=0
ما العلاقة بين مقدار فرق الجهد الكهربائي بين الصفحيتي المتسعة المشحونة و المفصولة عن البطارية و مقدار الشحنة المختزنة في اي من صفيحتيها اكتب العلاقة
ان مقدار فرق الجهد الكهربائي بيت صفحتي المتسعة المشحونة عن البطارية يتناسب طرديا مع مقدار الشحنة المختزنة في اي مو صفيحتيها و ات النسبة بين الشحنة المختزنة في اي مو صفيحتيها الى مقدار فرق الجهد بين الصفيحيتن تساوي مقدار ثابت يسمى سعة المتسعة C=Q/◇V
العازل الغير قطبي يصبح مستقطبا عند دخوله بين صفيحتي المتسعة مشحونة؟
بسبب ظهور شحنة سطحية سالبة على وجه العازل المقابل لصفيحة الموجبة للمتسعة و ظهور شحنة الموجبة على وجه العازل المقابل لصفيحة السالبة للمستعة و بهذا يصبح العازل الغير قطبي مستقطبا
ما سبب تكون شحنات مختلفة على صفيحتي المستعة عند شحنها؟
بسبب كون صفيحتي المتسعة معزولتين عن بعضهما والالكترونات تتراكم على الصفيحة B المربوطة بالقطب السالب للبطارية لذا تشحن بالشحنة السالبة -Q في حين تشحن الصفيحة A المربوطة بالقطب الموجب للبطارية بالشحنة الموحبة-Q و بالمقدار نفسه بطريقة الحث
مم تتألف المستعة الإلكترونية؟ و بماذا تمتاز؟
تتألف المتسعة الالكتروليتية من صفيحتين إحداهما من الالمنيوم و الأخرى عجينة الكتروليتية و تتولد المادة العازلة نتيجة التفاعل الكيميائي بين الالمنيوم و الالكتروليت و نلف الصفائح بشكل اسطواني
مم تتألف المتسعة متغيرة السعة ذات الصفائح الدوارة؟ و كيف يتم شحنها؟ و مالعازل بين صفائحها؟
تتألف من مجموعتين من الصفائح بشكل انصاف أقراص إحدى المجموعتين ثابتة و الأخرى يمكنها الدوران حول محور ثابت تربط المجموعتين بين قطبي بطارية عند شحنها لذا تكون سعتها مكافئة لمجموعة من المتسعات المتوازية الربط ،يفصل بين كل صفحيتين الهواء كعامل كهربائي
مم تتكون دوائر شحن و تفريغ المتسعة؟ و ماذا تنسى هذه الدوائر؟ و كيف يكون التيار المار فيها؟
تتكون من دائرة تيار مستمر تحتوي على مقاومة و متسعة و بطارية، و تمسى بدائرة المستعة المقاومة RC و يكون تيار هذه الدائرة متغيرة مع الزمن
٣:سعة المتسعة
تزداد بنسبة ثابت العزل الكهربائي لتلك المادة بسبب ان سعة المتسعة تتناسب عكسيا مع فرق الجهد بين الصفيحيتن C=Q/◇V بثبوت مقدار الشحنة لذلك نزداد سعة المتسعة بنسبة ثابت العزل الكهربائي نتيجة لنقصان فرق الجهد: Ck=KC
ما الغرض من المتسعات ذات الورق المشمع و بماذا تمتاز؟
تستمعل في العديد من الأجهزة الكهربائية و الإلكترونية و تمتاز:١.بصغر حجمها ٢.كبر مساحة صفائحها
اين تتمركز الشحنات في المتسعة و لماذا ؟
تظهر على السطحين المتقابلين للصفيحيتن و ذلك بسبب قوى التجاذب بين تلك الشحنات لان الصفحيتين تحملنا شحنتين متساويتان بالمقدار و مختلفان نوعا.
ماهي فائدة السعة
تعد مقياس لمقدار الشحنة اللازم وضعها على اي من صفيحتي المتسعة لتوليد فرق جهد كهربائي معين بينهما اي ام المتسعة ذات السنة الأكبر فأنها تستوعب شحنة بمقدار اكبر
المتسعة ذات الصفائح الدوارة كيف تكون سعتها؟و كيف يتم شحنها؟ و اين تستعمل؟
تكون سعتها مكافئة لمجموعة من المتسعات المتوازية الربط، و تتغير سعتها أثناء دوران مجموعة الصفائح المتحركة حول المحور الثابت نتيجة لتغير المساحة السطحية المتقابلة للصفائح،و تستمعل غالبا في دوائر التنغيم في اللاسلكي و المذياع سابقا
متسعا مشحونة فرق الجهد بين صفيحتيها أهل جدا و هي مفصولة عن مصدر الفولطية تكون مثل هذه المتسعة و لفترة زمنية طويلة خطرة عند لمس صفيحتيها باليد ما تفسيرك لذلك؟
خطورتها تكمن في أن مقدار الشحنة المختزنة في اي من صفيحتيها كبير جدا لان فرق جهدها كبير جدا Q=C×◇V و عند لمس صفيحتيها بواسطة اليد الكف مباشرة تتفرع المتسعة من شحنتها حيث تعد اليد مادة موصلة بين الصفيحيتن
مالفرق الأساسي بين دائرة تيار المستمر تحتوي على مقاومة فقط و دائرة تيار مستمر تحتوي على مقاومة و متسعة؟
دائرة المقاومة يكون آثارها ثابتا لا يتغير مع الزمن و لفترة زمنية معينة بينما دائرة المقاومة و المتسعة تيارها متغيرا مع الزمن
هل يمكن الاستمرار في إضافة الشحنة على موصل كروي منفرد مشحون و معزول و لماذا؟
كلا ،لا يمكن .لان استمرار في إضافة الشحنات يؤدي إلى زيادة جهد الموصل v=k.Q/r على بعد معين من مركز الشحنات و بذلك يزداد فرق الجهد الكهربائي بينه و بين اي جسم آخر و عندها يزداد مقدار المحال الكهربائية الة الحد الذي قد يصل عنده التفريغ الكهربائي خلال الهواء المحيط به
يتولد فرق جهد كهربائي بين الصفيحيتن المتسعة المشحونة بينما تكون جميع نقاط الصفيحة الواحدة بجهد متساو؟
لان المتسعة تختزن شحنة الموجبة في إحدى صفيحتيها ذات الجهد الاعلى و الشحنة السالبة في الصفيحة الأخرى ذات الجهد الاوطأ لذلك يتولد فرق جهد كهربائي بين الصفيحتين
نادرا ما يستعمل الموصل الكروي المتفرد اكون الشحنات الكهربائية
لان الموصل الكروي المنفرد يمنكه يخزن كمية محدودة من الشحنات الكهربائية و لفترة زمنية قصير لانه عند زيادة الشحنات يؤدي إلى زيادة فرق الجهد بينه و بين اي جسم آخر(الهواء مثلا)عندها يزداد المجال الكهربائي مما يؤدي إلى حصول تفريغ كهربائي بينه و بين الهواء المحيط به حسب العلاقة:
في دائرة شحن المتسعة ما سبب رجوع مؤشر الكلفانوميترG الى الصفر؟
لانه بعد اكتمال عملية شحن يصبح جهد كل صفيحة مساويا الى جهد قطب البطارية المتصل بع اي يصبح فرق الجهد بين الصفيحتي المستعة يساوي فرق الجهد بين قطبي البطارية و في هذه الحالة ينعدم فرق الجهد على طرفي المقاومة في الدائرة مما يجعل التيار في الدائرة يساوي صفر
نشاط تجربة فراداي يبين تأثير إدخال العازل الكهربائي بين صفيحتي المتسعة مشحونة و مفصولة عن البطارية في مقدار فرق الجهد الكهربائي بينهما و ما تأثيره في سعة المتسعة؟
ماذا تستنج؟ إدخال مادة عازلة كهربائيا ثابت عزلها k بين صفيحتي المتسعة مشحونة يتسبب في انقاص فرق جهد كهربائي بينهما بنسبة مقدارها ثابت العزل ◇Vk=◇V/k .و نتيجة لنقصان فرق الجهد بين الصفيحيتن تزداد سعة المتسعة طبقا للمعادلة C=Q/◇V بثبوت مقدار الشحنة اي ان: سعة المتسعة بوجود العازل الكهربائي تزداد بالعامل Kفتكون: Ck=KC
نشاط كيفية شحن المتسعة ؟
نشاط كيفية تفريغ متسعة؟
هل من الضروري كتابة أقصى فرق جهد كهربائي تعمل فيه المتسعة؟و لماذا؟
نعم،ضروريا جدا،لأنه في حالة الاستمرار في زيادة مقدار فرق الجهد المسلط بين صفيحتيها يتسبب ذلك في ازدياد مقدار المجال الكهربائي بين الصفيحيتن الى حد كبير جدا قد يحصل عنده الانهيار الكهربائي للعازل نتيجة لعبور الشرارة الكهربائية خلاله فتتفرغ خلاله عندئذ المتسعة من جميع شحنتها و هذا يعني تلف المتسعة
المتسعة
هي جهاز تستعمل لخزن الشحنات الكهربائية و الطاقة الكهربائية و يتكون من زوج او اكثر من الصفائح الموصلة و يفصل بينهما عازل (هواء او فراغ او مادة عازلة كهربائيا)حيث تختزن الشحنات الموجبة على أحد الموصلين و الشحنات السالبة على الموصل الآخر و يرمز لها{}\[}.
ما المقصود بسعة المتسعة
هي نسبة الشحنة المختزنة Qفي اي من صفيحتيها الى مقدار فرق الجهد V◇ بين الصفيحيتن و يرمز لها ب Cو وحدة قياسها الفراد F و التي تساوي كولومب على الفولط و فائدتها تعد مقياس لمقدار الشحنة اللازم وضعها على اي من صفيحتيها لتوليد فرق جهد كهربائي معين بينهما اي ان المتسعة ذات السنة الأكبر فأنها تستوعب شحنة بمقدار اكبر
كيف يتم شحن متسعة ذات صفيحيتين متوازيتين؟
و ذلك بربط طرفي احد الصفيحتين مع القطب الموجب للبطارية فتظهر عليه الشحنة الموجبةQ+ و الصفيحة الثانية مع القطب السالب للبطارية فتظهر عليه الشحنة السالبة Q-. مع الرسم😀
يقل مقدار المجال الكهربائي بين صفيحتي المتسعة مشحونة و مفصولة عن البطارية عند إدخال مادة عازلة بين صفيحتيها؟
و ذلك بسبب تولد مجال كهربائي داخل المادة العازلة Ed باتجاه معاكس المجال المؤثر بين الصفيحتي المتسعة E واقل منه مقدارا فيقل مقدار المجال الكهربائي بين صفيحتي المتسعة Ek=E-Ed بنسبة ثابت العزل الكهربائي لتلك المادة Ek=E/K
ما تفسير زيادة سعة المتسعة بأدخال مادة عازلة بين صفيحتيها بدلا من الهواء؟
و ذلك بسبب تولد مجال كهربائي داخل المادة العازلة Edبأتجاه معاكس لاتجاه المجال الكهربائي المؤثر بين صفيحتي المتسعةE فيقل مقدار المجال الكهربائي المحصل Ek بين صفيحتي المتسعة Ek=E-Ed فيقل فرق الجهد بين الصفيحيتن ◇V=Ek.d فتزداد سعة المتسعة نتيجة لنقصان فرق الجهد بين الصفيحيتن Ck=Q/◇Vk
في دائرة تفريغ المتسعة ما سبب رجوع مؤشر الكلفانوميتر G الى الصفر؟
و ذلك لأنه بعد إتمام عملية تفريغ المتسعة يصبح فرغ الجهد بين صفيحتيها يساوي صفر و هذا يجعل التيار الدائرة تيار التفريغ يساوي صف.
ما المقصود بقوة العزل الكهربائي؟
و هي أقصى مقدار لمجال كهربائي يمكن أن تتحمله مادة ما قبل حصول الانهيار الكهربائي لها و هي مقياس لقابلية المادة في الصمود امام المجال الكهربائي المسلط عليها و يقاس بوحدة V/m
العوازل الغير قطبية
و هي العوازل التي يمكن أن تمتلك جزيئاتها عزوما كهربائية ثنائية القطب مؤقتة بطريقة الحث الكهربائي و يكون التباعد بين مركزي شحنتيها السالبة و الموجبة غير ثابت
المواد العازلة كهربائيا
و هي المادة عازلة كهربائيا في الظرورف الاعتيادية تعمل على تقليل مقدار المجال الكهربائي الموضوعة فيه مثل الورق المشمع و اللدائن البلاستيك و زجاج و الماء النقي و تقسم على نوعين العوازل القطبية و العوازل الغير قطبية
ما المقصود بال RC؟
و هي دائرة تيار مستمر تحتوي على مقاومة و متسعة و بطارية و يكون التيار فيها متغيرة مع الزمن و مت تطبيقاتها دوائر الشحن و تفريغ المتسعة
وضح عمليا تأثير المساحة المتقابلة للصفيحتين على سعة المتسعة؟
وضح عمليا تأثير البعد على سعة المتسعة؟
ماذا يحصل عند نقل كمية من الشحنات الكهربائية من موقع الى اخر بينهما فرق جهد كهربائي؟
يتحتم انجاز شغل على تلك الشحنات و يختزن هذا الشغل بشكل طاقة كامنة كهربائية PE في المجال الكهربائي بين الموقعين
س/ماذا يحصل عند إدخال عازل غير قطبي بين صفيحتي المتسعة مشحونة؟ س/ما تأثير المجال الكهربائي المنتظم في المواد العازلة الغير قطبية الموضوعة بين صفيحتي المتسعة مشحونة؟
يعمل المجال الكهربائية بين صفيحتي المتسعة على إزاحة مركزي الشحنتين السالبة و الموجبة في الجزيء الواحد إزاحة ضئيلة فتكتسب عزوما كهربائية ثنائية القطب مؤقتة بطريقة الحث الكهربائي فيتحول الجزيء الى دايبول يصطف بموازاة المجال الكهربائي الخارجي المؤثر فتظهر الشحنة السالبة على وجه العازل المقابل للصفيحة المتسعة الموجبة و تظهر الشحنة الموجبة على وجه العازل المقابل للصفيحة المتسعة السالبة و يصبح العازل مستقطبا و الشحنتان السطحيتان على العازل تولدان مجالا كهربائيا داخل العازل Ed اتجاهه معاكس لاتجاه المجال المؤثر بين الصفيحيتن E فيعمل على اضعاف المجال الكهربائي الخارجي المؤثر Ek=E-Ed
س/ماذا يحصل عند إدخال عازل قطبي بين صفيحتي متسعة مشحونة؟ س/ما تأثير المجال الكهربائي المنتظم في المواد العازلة القطبية الموضوعة بين صفيحتي متسعة المشحونة؟
يعمل المجال الكهربائية بين صفيحتي المتسعة على جعل معظم دايبولات العازل العشوائية تصطف بموازاة المجال و نتيجة لذلك يتولد مجالا كهربائيا داخل العازل Ed اتجاهه معاكس لاتجاه المجال الخارجي المؤثر و اقل منه مقدارا و بالنتيجة يقل مقدار المجال الكهربائي المحصل بين صفيحتي المتسعة Ek=E-Ed
ماذا يحصل عند إدخال مادة عازلة بين صفيحتي المتسعة مشحونة و مفصولة عن البطارية لمقدار كل من: ١:المجال الكهربائي بين الصفيحيتن
يقل بنسبة ثابت العزل الكهربائي لتلك المادة بسبب تولد مجال كهربائي داخل المادة العازلة Ed باتجاه معاكس المجال الكهربائي بين صفيحتي المتسعة E فيقل مقدار المجال الكهربائي المحصل Ek بين صفيحتي المتسعة Ek=E-Ed بنسبة ثابت العزل الكهربائي Ek=E/K
ما مقدار تيار شحن المستعة لحظة غلق الدائرة؟ و عل يستمر بعدا المقدار و لماذا؟
يكون التيار الشحن في مقداره الأعظم ل٥خظة غلق الدائرة، كلا لان مقداره يتناقص الى الصفر بسرعة عند اكتمال عملية شحن المتسعة لتساوي فرق الجهد بين صفيحتي المتسعة و فرق الجهد بين قطبي البطارية و بالتالي ينعدم فرق الجهد على طرفي المقاومة
ما مقدار تيار التفريغ المتسعة لحظة غلق الدائرة؟و هل يستمر بهذا المقدار؟ و لماذا؟
يكون تيار التفريغ في مقداره الأعظم لخظة غلق الدائرة (لحظة ربط صفيحتي المستعة ببعضهابوساطة سلك موصل)،كلا لان مقداره يهبط الى الصفر بسرعة بعد إتمام عملية التفريغ لانعدام فرق الجهد بين صفيحتي المتسعة V=0◇
مأساة مشحونة و مفصولة عن البطارية ما تأثير تقريب صفيحتيها مت بعضهما على كل من و لماذا:
١.السعة:تزداد لان السعة تتناسب عكسيا مع البعد بين الصفيحتيها C&1/d ٢.الشحنة المختزنة:تبقى ثابتة لان المتسعة مفصولة عن البطارية ٣.فرق الجهد:يقل لانه يتناسب عكسيا مع السعة بثبوت مقدار الشحنة وفق العلاقةV=Q/C◇ ٤.المجال الكهربائي:يبقى ثابت بسبب نقصان فرق الجهد و ثبوت مقدار الشحنة وفق العلاقة PE=1/2◇V×Q
بماذا تمتاز المواد العازلة كهربائيا؟
١.غير موصلة للكهربائية عند الظروف الاعتيادية ٢.تعمل على تقليل المجال الكهربائي الموضوعة فيه
لماذا يستعمل موصلان في صنع المتسعة بدل من موصل واحد؟
١.لزيادة قابليتها في خزن كميات كبيرة من الشحنات ٢.الاحتفاظ بالشحنات لفترة اطول ٣.التحكم بمقدار سعة المتسعة
و تصنع المتسعات بأشكال و احجام مختلفة اشكال الهندسية للمتسعات
١.متسعتين ذات الصفيحتين المتوازية ٢.المتسعة ذات الكرتين المتمركزتين ٣.المتسعة ذات الاسطوانيتين المتمركزتين
خل يمكن صنع جهاز يستعمل لخزن مقادير كبيرة من الشحنات الكهربائية و تختزن فيه الطاقة الكهربائية؟
نعم يمكن،بأستعمال نظام يتألف من موصلين (بأي شكلين كانا)معزولين يفصل بينهما مادة عازلة هواء او فراغ او مادة عازلة كهربائيا حيث تختزن الشحنات الموجبة على أحد الموصلين و الشحنات السالبة على الموصل الآخر و يسمى بالمتسعة..
ثابت العزل الكهربائي K
هو النسبة بين هسة المتسعة بوجود العازل Ck و سعتها بوجود الفراغ او الهواء C و هو مقدار خالي من الوحدات و يعتمد على نوع المادة العازلة K=Ck/C
٢:فرق الجهد الكهربائي
يقل بنسبة ثابت العزل الكهربائي لتلك المادة بسبب ان فرق الجهد بين الصفيحيتن يتناسب تناسبا طرديا مع مقدار المجال الكهربائي E=◇V/d لذلك يقل فرق الجهد بين الصفيحيتن ايضا بنسبة ثابت العزل الكهربائي◇Vk=◇V/K
انواع المتسعات :
١.المتسعة ذات المشمع ٢.المتسعة متغيرة السعة ذات الصفائح الدوارة ٣.المتسعة الالكتروليتية
ما العوامل المؤثرة في سعة المتسعة ذات الصفيحيتن المتوازيتين؟ اكتب علاقة الرياضية توضح ذلك؟
١.المساحة السطحية A المتقابلة لكل من الصفيحتين و تتناسب المساحة السطحية طرديا مع السعة ٢.البعد d بين الصفيحيتن و يتناسب البعد عكسيا مع السعة ٣.نوع الوسط العازل بين الصفيحيتن تزداد سعة المتسعة عند إدخال مادة عازلة بين صفيحتين بدل الفراغ او الهواء Ck=K/C Ck=K€°A/d
ما مقدار صافي الشحنة على المتسعة و لماذا؟
صفر،لان الصفحيتين تحملان شحنتين متساوية بالمقدار و مختلفتين نوعا
تكون جميع نقاط المتسعة مشحونة بجهد متساو؟
لان الصفحيتي المتسعة مصنوعتان من مادة موصلة و معزولتان
