أوراق عمل وملخص وحدة الجهد الكهربائي فيزياء الصف الثاني عشر متقدم - نموذج 2
سطح تساوي الجهد في المجال الكهربائي المنتظم
يكون سطح تساوي الجهد في المجال المنتظم هي مستويات عمودية على خطوط المجال الكهربائي
يكون الجهد الكهربائي متساوي (ثابت) عند جميع النقاط الواقعة على مستوى تساوي الجهد.
فرق الجهد الكهربائي بين أي نقطتين واقعتين على مستوى تساوي الجهد يساوي صفر 0
البطاريات
لا تعد البطاريات مصدر للطاقة ( خاصة مصدر للتيار المستمر) ( مصدر جهد ثابت)
تعتبر احدى وسائل توليد الجهد الكهربائي
مكونات البطارية البسيطة: تتكون من نصفي خلية مملوءة بمادة الكتروليتية (موصلة)
يتم فصل الالكتروليت الى جزئين بواسطة حاجز يمنع مرور الالكتروليت ولكن يسمح بمرور الايونات المشحونة
تتحرك الايونات السالبة باتجاه الانود والايونات الموجبة باتجاه الكاثود
يتولد بين طرفيها فرق جهد
البطارية تحول الطاقة الكيميائية الى طاقة كهربائية مباشرة
من أمثلة البطاريات الحديثة - خلية الليثيوم أيون حيث يمكن اعادة شحنها فهي تحتفظ بالشحنة طوال صلاحيتها
مولد فان دي غراف
جهاز يولد جهود كهربائية كبيرة تصل لملايين الفولتات
يستخدم المولد التفريغ الهالي (کورونا) لوضع شحنة موجبة على السير المتحرك مما يؤدي الى وضع فولتية عالية على سن مدبب.
يكون المجال الكهربائي على السن المدبب عالي جدا مما يعمل على تأبين الهواء حول السن المدبب.
يكتسب السير الشحنات الموجبة من جزيئات الهواء المؤين واكسابها وتراكمها على القبة الفلزية المجوفة
فسر عندما يلمس شخص قبة مولد فان دي جراف يتنافر شعر الشخص ؟
الشحنات تنتقل باللمس (التوصيل من القبة إلى الشخص من نفس نوع شحنة القبة مما يؤدي الى تنافرها
فسر، تستمر الشحنات بالتراكم على القبة الفلزية للمولد ولماذا لا تتنافر الشحنات لتعود الى الحزام عند النقطة B
الشحنات الموجودة على القبة لا تولد مجالا داخل القبة وانما تنتقل الشحنات على السطح الخارجي للقبة حيث لا يكون لها أي تأثير في الشحنات الجديدة التي تصل الى السطح.
معجل فان دي غراف الترادفي
هو معجل جسيمات باستخدام جهود عالية لدراسة عمليات فيزيائية .
يبلغ فرق جهده حوالي 10 مليون فولت
يتم توليد ايونات عن طريق ربط الكترون بالذرات وبالتالي تسريعه بالاتجاه الموجب.
تمر الايونات عبر رقاقة رقيقة تنزع الالكترونات مولدة ايونات موجبة تتسارع بعيدا عن هذا الطرف خارج المعجل الترادفي
2. الكترون موضوع في محال کهربائي منتظم في اتجاه محور x فقط وكانت قيمته V = 500V كما هو مبين بالشكل البيانی ما مقدار القوة الكهربائية الموثرة بالالكترون ؟
طاقة الوضع الكهربائية لنظام من الشحنات النقطية مجال غير منتظم
عند تقریب تقريب شحنات من نفس النوع من بعضها لا بد من بذل شغل عليها (خارجي) مما يؤدي إلى زيادة في طاقة وضعها الكهربائية.
عندما تكون الشحنات مختلفة بالنوع ويتم ابعاد الشحنات عن بعضها لا بد من بذل شغل عليها ( خارجي) يؤدي إلى زيادة في طاقة وضعها الكهربائية.
عندما تتقارب الشحنات المختلفة بالنوع او تتباعد الشحنات التي من نفس النوع بسبب ان المحال الكهربائي بذل عليها شغلا يؤدي إلى نقص في طاقة وضعها.
لحساب طاقة الوضع الكهربائية لشحنة في مجال الأخرى بحيث يحب بذل شغل من مالا نهاية على احدى الشحنتين لنقلها إلى نقطة تبعد r عن الشحنة الأخرى وبالتالي تحسب طاقة الوضع الكهربائية من العلاقة r البعد بين الشحتنين النقطتين. ( ملاحظة: يعوض في هذه العلاقة باشارة الشحنة : لحساب طاقة الوضع الكهربائية لشحنة في محال عدة شحنات يساوي:
المجموع الحبري لطاقات الوضع الكهربائية للشحنة من كل شحنة محاورة ؟
حساب طاقة الوضع الكهربائية للشحنة و من عدة شحنات محاورة ...........
حساب طاقة الوضع الكهربائية لنظام مكون من مجموعة شحنات
2. في الشكل المجاور إذا كانت [ 8.0x10°C, 4, -4.0x10 ]. احسب الجهد الكهربائي عند النقطة (2) الواقعة في منتصف المسافة بين الشحنتين وضعنا في الفراغ كما في الشكل المحاور. أجب عما يلي:
احسب الجهد الكهربائي عند النقطة (P)
34. بين الشكل المحاور شحنة نقطية (Q) موضوعة في الهواء. عندما وضعت شحنة نقطية ( 4.0x10-4C) في النقطة (2) التي تقع بالقرب من الشحنة (Q) اكتسبت طاقه وضع كهربائية مقدارها (3.2x10-J). إذا كانت الشحنة (Q) هي الشحنة الوحيدة الموثرة في النقطة (2) فأجب عما يلي:
a- ما نوع الشحنة (Q) ( موجبة أم سالبة ) ؟ برر إجابتك.
b- احسب جهد النقطة (2)
35. الشكل المجاور مكون من ثلاثة شحنات . اوجد طاقة الوضع الكهربائية للنظام علما أن
36. قذف الكترون من مكان بعيد بسرعة ابتدائية قدرها 3,2x10 m/s باتجاه بروتون ساکن وثابت مكانه. على أي بعد من البروتون تكون سرعة الالكترون اللحظية تساوي ضعف سرعته الابتدائية. 4.0x10-3 m ) وشدة المجال الكهربائي بينهما
37. صفيحتان متوازيتان تحملان شحنتين مختلفتين والمسافة بينهما ( 2.0x10°N/C). أجب عما يلي:
- احسب فرق الجهد بين الصفيحتين
- اذا انطلق بروتون من السكون من نقطة بالقرب من الصفيحة الموجية، بحسب طاقة حركة البروتون لحظة اصطدامه بالصفيحة السالبة
38. بروتون بدأ حركته من السكون من نقطة بالقرب من اللوح السالب داخل مجال كهربائي منتظم شدته