علوم ثالثة اعدادى الوحدة الثانية

- الوحدة الثانية
التيار الكهربي

التيار الكهربى
-

- الطاقة الكهربية طاقة نظيفة لا ينتج عن استخدامها ملوثات للبيئة.
- التيار الكهربى: هو سريان الشحنات الكهربية فى الموصلات.

توليد التيار الكهربى: بطريقتين:
أ‌- التفاعلات الكيميائية.
ب‌- المولدات الكهربية.

أولاً: توليد التيار الكهربى من التفاعلات الكيميائية:
- اكتشاف التيار الكهربى:
- العالم جلفانى: لاحظ عند تشريح ضفدعة أن رجلها ترتعش بشدة عندما تلامس المشرط مع أحد الدبابيس المثبتة لرجل الضفدعة وفسر ذلك على أن "جسم الضفدعة يحتوى على كهربية".
- العالم فولتا: فسر وجود الكهربية فى جسم الضفدعة يرجع إلى وجود معدنين مختلفين (المشرط والدبوس) بينهما سائل كيميائى موصل وكانت هذه فكرة الحصول على تيار كهربى.

1- العمود البسيط:
- التركيب: يتكون من:
- إناء زجاجى يحتوى على حمض كبريتيك مخفف. - لوحين أحدهما "نحاس" وهو القطب الموجب والآخر "خارصين" وهو القطب السالب ينغمسان فى حمض الكبريتيك المخفف.

تفسير تولد التيار الكهربى فى العمود البسيط:
- يتفاعل الخارصين مع حمض الكبريتيك وتتولد على لوح الخارصين شحنة سالبة.
- لا يتفاعل النحاس مع حمض الكبريتيك ويتكون على لوح النحاس شحنة موجبة.
- تنتقل الشحنات السالبة (الإلكترونات) من الخارصين إلى النحاس عن طريق السلك ومن النحاس إلى الخارصين عن طريق الحمض.

- عيوب العمود البسيط:
1) الاستقطاب: تراكم فقاعات غاز الهيدروجين على القطب الموجب (النحاس) يؤدى إلى نقص شدة التيار الكهربى بسبب عزل لوح النحاس عن الحمض.
العلاج:
- مسح لوح النحاس من آن لآخر لإزالة الهيدروجين المتراكم عليه.
- وضع ثانى أكسيد المنجنيز لكى يتفاعل مع الهيدروجين.

2) التفاعل الموضعى: يحتوى الخارصين على شوائب (مثل الحديد والرصاص) تكون مع الخارصين أعمدة كهربية صغيرة يتولد عنها تيارات كهربية تسمى بالتيارات الموضعية تعاكس إتجاه التيار الأصلى فتضعفه وتعمل على سرعة تآكل الخارصين.
العلاج: ملغمة الخارصين "دلكه بالزئبق" مما يؤدى إلى عزل الشوائب فلا تلامس الحمض.
3) صعوبة نقله: لاحتوائه على سائل (حمض الكبريتيك) ويتكون من إناء زجاجى معرض للكسر.
ب) العمود الجاف:
المميزات:
- خالية من السوائل مما يسهل نقلها وتداولها.
- التيار الكهربى المتولد منها يدوم لفترة طويلة.

ثانياً: توليد التيار الكهربى من المولد الكهربى "الدينامو"
- يتولد تيار كهربى عند تحريك سلك نحاس بين قطبى مغناطيس أو عند تحريك مغناطيس حول السلك.
- يتوقف اتجاه التيار الكهربى على اتجاه حركة السلك أو اتجاه حركة المغناطيس.

- فكرة عمل المولد الكهربى: تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية.
مصادر الطاقة الحركية المستخدمة فى الدينامو لتوليد الطاقة الكهربية هى:
- الطاقة الناشئة عن سقوط الماء من الشلالات وفتحات السدود (السد العالى).
- طاقة بخار الماء ( فى محطات القوى الكهربية).
- تعمل هذه الطاقات على إدارة التوربينات لتحريك ملف الدينامو بين قطبي المغناطيس فيتولد التيار الكهربى.

القياسات الكهربية
-

- أولاً: فرق الجهد:
- ينتقل التيار الكهربى من الموصل ذى الجهد العالى إلى الموصل ذى الجهد المنخفض.
- لا ينتقل التيار الكهربى إذا كان الفرق بين جهدى الموصلين = صفر.

(ب): الجهد الكهربى لموصل: هو الحالة الكهربية للموصل التى تبين إتجاه إنتقال التيار الكهربى منه أو إليه عند توصيله بموصل آخر.
- فرق الجهد الكهربى بين طرفى موصل: هو مقدار الشغل المبذول لنقل كمية من الكهربية مقدارها (1) كولوم خلال هذا الموصل.
- وحدة قياس فرق الجهد الكهربى تسمى "الفولت"
- الفولت: هو فرق الجهد بين طرفى موصل عندما يبذل شغلاً مقدارها (1) جول لنقل كمية من الكهربية مقدارها (1) كولوم بين طرفى موصل. - القوة الدافعة الكهربية لمصدر كهربى:
هى الفرق فى الجهد بين قطبى المصدر فى حالة عدم مرور تيار كهربى فى الدائرة (الدائرة مفتوحة) وتقاس "بالفولت".

- الفولتميتر:
جهاز يستخدم لقياس فرق الجهد بين نقطتين فى دائرة كهربية وقياس القوة الدافعة الكهربية لمصدر كهربى.
يوصل الفولتميتر فى الدائرة على التوازى.

ثانياً: شدة التيار الكهربى: هى كمية الشحنة الكهربية التى تمر عبر مقطع الموصل فى الثانية الواحدة.

- وحدة قياس شدة التيار تسمى "الأمبير"
- الأمبير: هو شدة التيار الناتج عن مرور كمية من الكهربية قدرها 1 كولوم خلال مقطع من موصل فى الثانية الواحدة.
- الأميتر: جهاز يستخدم لقياس شدة التيار الكهربى/ يوصل الأميتر فى الدائرة على التوالى.

ثالثا: المقاومة الكهربية: هى الممانعة التى يلاقيها التيار الكهربى أثناء مروره فى الموصلات.
العوامل التى يتوقف عليها المقاومة الكهربية:
1- طول السلك: مقاومة السلك تتناسب طرديا مع طوله.
2- مساحة مقطع السلك: مقاومة السلك تتناسب عكسياً مع مساحة مقطعه.
3- نوع مادة السلك.

- وحدة قياس المقاومة الكهربية تسمى "الأوم".
- الأوم: هو مقاومة موصل يسمح بمرور تيار كهربى شدته (1) أمبير عندما يكون فرق الجهد مقداره ( 1 ) فولت.
الأوميتر: جهاز يستخدم لقياس مقاومة موصل.

المقاومة المتغير (الريوستات) :
تستخدم للتحكم فى شدة التيار الكهربى المار فى الدائرة الكهربية.
تركيب الريوستات: يتكون من:
- سلك معدنى ذو مقاومة كبيرة ملفوف حول اسطوانة من مادة عازلة.
- ساق من النحاس مثبت عليها صفيحة مرنة تسمى "الزالق" تلامس السلك وتنزلق على الساق بطول الاسطوانة.

قانون أوم
-

"تتناسب شدة التيار الكهربى المار فى موصل تناسبًا طرديًا مع فرق الجهد بين طرفى هذا الموصل عند ثبوت درجة الحرارة".

مقاومة الموصل: هى النسبة بين فرق الجهد بين طرفى الموصل وشدة التيار الكهربى المار به.
الأوم: هو مقاومة موصل يسمح بمرور تيار كهربى خلاله شدته (1) أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه (1) فولت.
الأمبير: هو شدة التيار المارة فى موصل مقاومته (1) أوم وفرق الجهد بين طرفيه (1) فولت.
الفولت: هو فرق الجهد بين طرفى موصل مقاومته (1) أوم يمر به تيار كهربى شدته (1) أمبير.
أمثلة على قانون أوم:
مثال (1) احسب مقاومة موصل يمر به تيار كهربى شدته 10 أمبير وفرق الجهد بين طرفيه 20 فولت.



مثال (2) احسب شدة التيار الكهربى المارة فى موصل مقاومته 5 أوم وفرق الجهد بين طرفيه 10 فولت.


مثال (3) احسب فرق الجهد بين طرفى سلك مقاومته 5 أوم وشدة التيار الكهربى المار فيه 3 أمبير.
الحل:
جـ = ت × م = 3 × 5 = 15 فولت
- وبذلك نكون قد انتهينا من الشرح باذن الله ليلة الامتحان ساضع اكبر قدر من الاسئلة واجابتها النموذجية
- ارجو المرور والردود والتقيييم والمتابعة والدعاء