مراجعة إثرائية هيكل العلوم الصف الثامن الفصل الأول
المجالات الكهربائية والقوى الكهربائية
افترض أنك تدلك فطعة صوفية ببالونين. تنتقل الإلكترونات من قطعة الصوف إلى البالونين. ويصبح كلا البالونين سالب الشحنة. أما قطعة الصوف تلاحظ أن قطعة الصوف تجذب البالونين. أو يؤثر بقوة سحب فتصبح موجبة أما البالونان فيتنافران أو يؤثران بقوة دفع بعضهما في بعض بقوة التي يؤثر بها جسمان مشحونان كهربائيا بعضهما في بعض اسم القوة الكهربائية
لكي تفتح الباب. يجب ان تلمس يدك الباب لتؤثر بقوة فيه. ولكن. لا يحتاج الجسم المشحون كهربائيا أن يلمس جسما آخر مشحونا ليؤثر بقوة كهربائية فيه فعلى سبيل المثال يتنافر البالونان المشحونان في المثال أعلاه على الرغم من عدم التماس بينهما كهربائية فيه. فعلى سبيل المثال
كيف تؤثر الأجسام المشحونة بقوى كهربائية أي تماس بينها ؟ الإجابة غامضة بعض الشئ العلماء متأكدون من وجود منطقة حول الجسم المشحون تؤثر بقوة كهربائية في الاجسام المشحونة الأخرى. يطلق على هذه المنطقة غير المرئيه المحيطة بالجسم المشحون حيث تؤثر قوة كهربائية اسم المجال الكهربائي.
أن نكون القوة الكهربائية قوة دفع أو قوة سحب. الشحنات التي تحملها الأجسام. كما هو مبين في الشكل الشحنة. في حال كانا سالبي الشحنة. فكلاهما يدفع الاخر بعيدا الجسمان موجبي بعبارة أخرى. تتنافر الأجسام. التي تحمل الشحنة الكهربائية إذا كان أحد الجسمين موجب الشحنة وكان الأخر سالب الشحنة.. فكلا الجسمين يسحب الأخر. بعبارة أخرى. إن الأجسام التي تحمل شحنات كهربائية متعاكسة تتجاذب.
تحول الدوائر الكهربائية التيار الكهربائي الى اشكال مفيدة من الطاقة. الدائرة الكهربائي تتواجد الدوائر الكهربائية في كل ما يحيط بك
الدائرة المفيدة
صممت الدوائر الكهربائية لتحويل الطاقة الكهربائية الى اشكال محددة على سبيل المثال تحول الدوائر الكهربائية الموجودة في فرن المكروويف الطاقة الكهربائية إلى طاقة اشعاعية الشكل 7 دائرة كهربائية مصممة لتحويل الطاقة من المصباح. وكما هو ظاهر. فإن الدائرة كاملة او مغلقة والمصباح مضاء اذا فصلت الدائرة أو فتحت عند نقطة. يتوقف التيار الكهربائي ولا يضئ المصباح
إن معظم الدوائر الكهربائية. مثل الموجودة في أجهزة الحاسوب. معقد جدا ويمثل المئات من الأجراء من ذلك. تحتوي الكثير من الدوائر الشائعة والمفيد على مكونات قليلة فقط وتتواجد الدوائر البسيطة في المصابيح اليدوية وحرس الباب والعديد من أجهزة المطبخ. تتكون كل الدوائر البسيطة مما يلي 1) مصدر طاقة كهربائية. ، البطارية و2) جهاز كهربائي. مثل المصباح و3 موصل للكهرباء. مثل السلك. بالاضافة إلى هذه المكونات الأساسية لكل الدوائر. تشتمل الدائرة غالبا على ممتاح. كيف تعمل هذه المكونات الأساسية لتوليد تيار كهربائي مفيد ؟
التمدد الحراري والانكماش الحراري
ما الذي يحدث اذا ما أخذت بالونا منفوخا الى الخارج في يوم بارد ؟
تنتقل الطاقة الحرارية من الجسيمات المكونة للهواء الموجود داخل البالون ثم الى الهواء البارد في الخارج . بينما تفقد الجسيمات المكونة لاهواء في داخل البالون طاقتها الحرارية وهي التي تنطوي على طاقة حركية تبطئ حركتها وتتقارب.
يؤدي ذلك الى تناقص في حجم المادة عند انخفاض درجة حرارتها . يؤدي ذلك الى تناقص حجم البالون
كيف يمكنك اعادة نفخ البالون ؟ يمكنك تسخين الهواء الموجود داخل البالون باستخدام مجفف الشعر . تنقل الجسيبمات المكونة للهواء الساخن الناتج عن مجفف الشعر طاقة حرارية تنطوي على حركية الى الجسميات المكونة للهواء الموجود داخل البالون تزداد درجة حرارة الهواء يزداد متوسط الطاقة الحركية للجسميمات تزداد سرعتها وتنتشر مما يسبب ازدياد عن ازياد في حجم المادة عند ارتفاع درجة حرارتها
ماذا يمكن ان يسبب التمدد الحراري في الارصفة ؟
تسبب السخونة زيادة الطاقة الحرارية الموجودة في الارصفة و هو ما يزيد اذا لم يكن ثمة فواصل بين اقسام الارصفة قد تتمدد الارصفة وتتصدع
كيف تعمل المناطيد
يقوم موقد بتسحين الهواء الموجود حراريا فتتسارع حركة الجسيمات المكونة داخل المناطيد اثناء تصادم الجسيمك يجبر بعضها على الخروج من المنطاد عبر الفتحة الموجودة في اسفله " بالتالي يصبح عدد الجسيمات الموجودة في المنطاد اقل من عدد الجسيمك الموجودة في حجم من الهواء الخارجي مساوي فيصبح المنطاد أقل كثافة ويبدا في الارتفاع في الهواء الخارجي الاكثر كثافة للهبوط بالمنطاد يسمح المسؤول عنه للهواء الموجود داخل البالون بأن يبرد تدريجيا فيتعرض الهواء لانكماش حراري من دون أن ينكمش المنطاد نفسه يملأ الهواء الخارجي الاكثر كثافة الحيز الموجود داخل المنطلا ما يزيد كثافة هذا الاخير فيهبط ببطء
تحولات الطاقة الحرارية
تستطيع تحويل أشكال عديدة من الطاقة الى طاقة حرارية فتمديد شريط مطاطي بشكل متكرر يجعله ساخنا ويسخن الخشب المحترق الهواء يصبح فرن التحميص ساخنا عند تشغيله من الطاقة اذ . يمكنك أيضا تحويل الطاقة الحرارية الى اشكال اخرى اذ بإمكان الفحم المحترق ان يولد كهرباء وتحول منظمات الحرارة الطاقة الحرارية الى طاقة ميكيانيكية تعمل على تشغيل السخانات وايقاف تشغيلها وعندما تتحول الطاقة من شكل الى آخر يصبح بالامكان استخدامها لتأدية مهام مفيدة . تذكر أن الطاقة لا تستحدث ولا تفنى فعلى الرغم من ان العديد من الاجهزة تحول الطاقة من شكل الى آخر او تنقلها من مكان الى آخر إلا أن الكمية الكلية للطاقة لا تتغير
أجهزة التسخين
يسمى الجهاز الذي يحول الطاقة الكهربائية الى طاقة حرارية بجهاز تسخين تعد كل من مكواة تجعيد الشعر على أجهزة التسخين . كذلك تصبح الاجهزة الاخرى مثل أجهزة الحاسوب والهواتف المحمولة دافئة عندما تستخدمها بسبب التحول الدائم من الطاقة الكهربائية الى طاقة حرارية داخل الجهاز الالكتروني ومع ذلك لا تستخدم الطاقة الحرارية التي تولدها معظم الاجهزة لاي غرض
منظمات الحرارة تنطوي معظم منظمات الحرارة المستخدمة في انظمة مكيفات الهواء على ملف ثنائي الفلز . يتكون الملف من فلزين مختلفين مرتبطين معا يثتيان في صورة ملف كما في الشكل. " يتمدد الفلز الموجود داخل الملف ويتقلص أكثر من الفلز الموجود خارجه بعد ان تبرد الغرفة تتسبب الموجودة في الهواء في ان تثني الملف ثنائي الفلز ببطء . يحرك هذا الآمر مكيف الهواء وعندما ترتفع درجة حرارة الهواء في الغرفة يتمدد الفلز الموجود داخل الملف يتمدد الفلز الموجود خارجه. فينفتح الملف يحرك هذا الأمر المفتاح في الاتجاه الأخر ليشغل مكيف يضع السائل المبرد عبر أنابيب إلى داخل الثلاجة وخارجه
الأجهزة الكهربائية تحول الطاقة. إن الجهاز الكهربائي هو جزء من دائرة مصمم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى شكل مفيد من أشكال الطاقة. فعلى سبيل المثال، يصمم المصباح لتحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء. يحدث تحويل الطاقة الكهربائية كلما وجدت مقاومة كهربائية في الدائرة. إن المقاومة قياس مدى الصعوبة التي يواجهها التيار الكهربائي في التدفق
-الأجهزة الكهربائية التي تتسم بمقاومة كهربائية كبيرة تحول الطاقة الكهربائية.
ما الذي يسبب تحول الطاقة الكهربائية ؟ . إن الجهاز الكهربائي هو جزء من دائرة مصمم لتحويل الطاقة إلى شكل مفيد من أشكال الطاقة. فعلى سبيل المثال تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء. يحدث مقاومة كهربائية في الدائرة. إن المقاومة التي يواجهها التيار الكهربائي في التدفق تتسم بمقاومة كهربائية كبيرة تحول الأجهزة الكهربائية مصمم لتحويل الطاقة