فيزك اول دبيرستان فصل سوم
 
الكترونيك به زبان ساده
درباره وبلاگ


به وبلاگ من خوش آمدید.دراين وبلاگ همه و همه چيز در مورد الكترونيك هست براي اطلاعات بيشتر به ليست موضوعات مراجعه كنيد.
نويسندگان
یک شنبه 1 بهمن 1391برچسب:, :: 20:34 ::  نويسنده : علي پاكدل نيا

فصل 3 – الكتريسته
 1- وقتي دو جسم را به يكديگر مالش مي دهيم. در هر يك از آنها بار الكتريكي ايجاد مي شود.
2 – بارهاي الكتريكي بر يكديگر اثر مي كنند و بارهاي همنام يكديگر را مي رانند و بارهاي غيرهمنام يكديگر را مي ربايند.

1-3– بار الكتريكي:
ماده از اتم ها ساخته شده است و ساختار هر اتم شامل هسته (پروتون و نوترون) با بار مثبت و الكترون ها با بار منفي در وارد هسته ي اتم مي باشد. بار مثبت هسته مقدار پروتون هاي هسته مي باشد و تعداد الكترون هاي هر اتم برابر مقدار و پروتون هاي آن اتم مي باشد.
هر گاه جسمي الكترون دريافت كند، داراي بارمنفي گرديده و اگر الكترون از دست بدهد، بار مثبت پيدا مي كند.

3-2 – بارالكتريكي در اجسام باردار:
وقتي دو جسم به يكديگر مالش داده شود تعدادي الكترون از يكي به ديگري منتقل مي شود. در نتيجه جسمي كه الكترون از دست مي دهد . تعداد الكتروهايش كمتر از تعداد پروتون هاي آن مي شود و بار الكتريكي آن مثبت مي شود و برعكس، جسمي كه الكترون اضافي دريافت مي كند، تعداد الكتروهايش بيشتر از پروتون هايش شده و بار الكتريكي آن منفي مي شود. پس افزايش تعداد الكترون ها در يك جسم، بار جسم را منفي و كاهش تعداد الكترون ها بار جسم را مثبت مي كند.
يكاي بار الكتريكي كولن نام دارد. كولن را با نماد C نمايش مي دهيم. اندازه ي بار الكتريكي يك الكترون و يا يك پروتون برابر


1/6 * 10-19 C
است. كه آن را با نماد e نمايش مي دهيم:


e = 1/6 * 10 -19 C
بنابراين بارالكتريكي الكترون برابر e- و با رالكتريكي پروتون برابر e+ است. اگر به جسمي خنثي يك الكترون بدهيم و يا از آن يك الكترون بگيريم. بار الكتريكي آن به اندازه e تغيير مي كند. اگر تعداد الكترون هايي كه به جسم مي دهيم و يا از آن مي گيريم برابر n باشد. بارالكتريكي جسم به اندازه ne تغيير مي كند. در اين حالت بار الكتريكي جسم كه با نماد q نشان داده مي شود برابر است با :


q = ± ne , n = 0,1,2,3,000


توجه :
هر گاه موهاي خود را با شانه اي از جنس پلاستيك شانه كنيم. مشاهده مي گردد كه شانه داراي بار الكتريكي منفي و موهاي سر داراي بار الكتريكي مثبت مي گردد.

هر گاه موهاي خود را با شانه اي از جنس پلاستيك شيشه اي شانه كنيم، مشاهده مي گردد شانه داراي بار مثبت و موهاي سر داراي بار الكتريكي منفي مي گردد.

3-3- اجسام رسانا و نارسانا:
اجسامي كه بارالكتريكي در آنها به آساني جابه جا مي شود، اجسام رسانا يا هادي مي گويند. اين اجسام داراي الكترون آزاد هستند و الكترون ها به راحتي از اتم ها جدا مي شوند و اگر دو سر رسانا را به يك پيل وصل كنيم، الكترون ها به سادگي در آنها جابه جا مي شوند مانند فلزات و كربن كه رساناهاي خوب هستند، اجسام نارسانا اجسامي هستند كه بارالكتريكي در آنها نمي تواند جابه جاي شود، زيرا الكترون ها به سادگي از اتم ها جدا نمي شوند، مانند شيشه ، ابريشم ، چوب و ....

3-4 – پايستگي بار الكتريكي:
براي باردار كردن يك جسم بايد تعدادي الكترون به آن بدهيم و يا از آن بگيريم. در اين مبادله ي الكترون ها، هيچگا الكتروني توليد نمي شود و يا از بين نمي رود بلكه الكترون ها تنها از جسمي به جسم ديگر منتقل مي شوند. لذا با توجه به اينكه هر الكترون داراي مقدار معيني بار الكتريكي است ، مي توان گفت : بار الكتريكي بوجود نمي آيد و از بين هم نمي رود بلكه الكترون ها تنها از جسمي به جسم ديگر منتقل مي شوند.لذا با توجه به اينكه هر الكترون داراي مقدار معيني با ر الكتريكي است ، مي توان گفت : بار الكتريكي بوجود نمي آيد از بين هم نمي رود بلكه از جمسي به جسم ديگر منتقل مي شود. اين اصل، پايستگي بارالكتريكي ناميده مي شود.

تمرين 1 :

1 – مي دانيم كه تعداد الكترون هاي آزاد موجود در رساناها بسيار زياد است. به عنوان مثال در يك سانتي متر مكعب سن مس در حدود 1022 الكترون آزاد وجود دارد. آيا بزرگي اين عدد را مي توانيد تصور كنيد؟ براي آنكه بزرگي اين عدد پي ببريد، فرض كنيد بخواهيد اين تعداد الكترون را بشماريد. شما در هر ثانيه قادر به شمارش چه تعداد الكترون هستيد؟ 2،10،100،10000 فرض كنيد كه در هر ثانيه بتوانيد يك تريليون يعني 1012 الكترون را بشماريد. چه مدت طول مي كشد تا تمام الكترون هاي آزاد موجود در يك سانتي متر مكعب مس را بشماريد؟ براي محاسبه يك سال را تقريباً برابر 7 10 * 3 ثانيه در نظر بگيريد.

 


تعداد الكترون هايي كه در يك ثانيه شمارش مي شود
n = 1012

n =1022

تعداد الکترون های آزاد3 cm

مس

t = N/n => t =1022/ 1012 = 1010 ثانیه

مدت زمان شمارش الكترون هاي آزاد مس

t = 1010 / 3 * 107 = 1/3 * 103 ≈ 333/3 سال





2 – براي آنكه دو جسمي خنثي بار الكتريكي ميكرو كولن ( ) ايجاد شود. چه تعداد الكترون بايد از آن گرفته شود؟
يعني اگر تعداد الكترون از جسم گرفته شود بار الكتريكي آن برابر + خواهد شد.


3 – به تعداد پروتون هاي موجود در هسته ي اتم، عدد اتمي گفته مي شود و آن را با z نشان مي دهند. اتم مس چه مقدار بار الكتريكي منفي دارد؟ بار الكتريكي اتم مس چقدر است ؟
ب : در عناصر تعداد الكترون هاي هر عنصر برابر تعداد پروتون هاي آن است. دو اتم مس وقتي تعداد پروتون ها (z=29) باشد، تعداد الكترون ها نيز برابر 29 و مجموع بارالكتريكي منفي اتم مس برابر مي باشد.
پ : مجموع بارهاي الكتريكي مثبت و منفي اتم مس برابر صفر است و در اين صورت بار الكتريكي اتم مس صفر است و اتم خنثي مي باشد.


3-5 – القاي بارالكتريكي :
ايجاد بار در رساناها بدون تماس آنها با يكديگر و القاي بارالكتريكي و بارهاي ايجاد شده را بار القايي مي گويند. القاي بار الكتريكي به روشهاي مختلف انجام مي شود.

آذرخش يا تخليه ي الكتريكي :
تخليه ي الكتريكي بين يك ابر يا ابر ديگر و يا بين ابر و زمين را آذرخش مي گويند. ابرها به هنگام حركت در هوا بدليل مالش با هوا و يا القاي الكتريكي داراي بار الكتريكي مي شوند. بين ابرهاي باردار به هنگام عبور از كنار يكديگر بدليل داشتن بارهاي الكتريكي غيرهمنام آذرخش رخ مي دهد.

برق گير :
برق گير از يك كابل ضخيم يا نوك تيز ساخته شده است كه نوك تيز آن در بالاترين نقطه ي ساختمان نصب مي شود و انتهاي كابل در اعماق زمين مرطوب قرار مي گيرد. در صورتي كه آذرخش رخ دهد، نوك تيز آذرخش را از طريق كابل به زمين منتقل مي كنند و خسارتي به ساختمان وارد نمي شود.



3-6 – اختلاف پتانسيل الكتريكي :
عامل شارش بار الكتريكي از يك جسم به جسم ديگر را اختلاف پتانسيل الكتريكي بين آن دو جسم گويند. جريان الكتريكي همواره از جسمي كه پتانسيل الكتريكي بيشتري دارد به جسمي كه پتانسيل كمتري دارد مي باشد. (اختلاف پتانسيل را با علامتV نشان داده و واحد آن ولت مي باشد. انرژي پتانسيل الكتريكي واحد بار را پتانسيل الكتريكي مي گويند. به اختلاف پتانسيل ، ولتاژ نيز مي گويند. روي اكثر وسيله هاي الكتريكي عددهايي نوشته شده است. يكي از اين عددها بر حسب ولت و مصرف اختلاف پتانسيل مناسب براي كار و دستگاه است كه بايد به دو سر آن وصل شود.
اختلاف پتانسيل مناسب به ساختمان دروني دستگاه بستگي دارد و با توجه به آن تعيين مي شود كه به آن ولتاژ اسمي دستگاه مي گويند.


3-7 – مولد :
ابزاري است كه به وسيله ي آن انرژي لازم براي ايجاد اختلاف پتانسيل در يك مدار تأمين مي گردد. مولدها انواع مختلف دارند. از جمله مولد شيميايي است كه انرژي لازم از واكنش هاي شيميايي كه در مولد رخ مي دهد، بدست مي آيد.


نيروي محركه ي مولد :
بيشترين اختلاف پتانسيلي كه مولد مي تواند بوجود آمد را نيروي محركه مولد مي گويند كه يكاي آن همان ولت مي باشد.

3-8 – مدار الكتريكي :
به مجموعه ي يك مولد، لامپ ، كليدها و سيم هاي رابط در يك اتصال ساده و به دنبال همه مدار الكتريكي ساده مي گويند. هر گاه در مولد كليد بسته شود، جريان الكتريكي برقرار مي شود و لامپ روشن مي شود.
معمولاً در رسم شكل ها، باتري را مطابق شكل (3-12) الف، نشان مي دهيم ، قطعه خط كوچكتر، پايانه ي منفي و قطعه خط بزرگتر ، پايانه ي مثبت آن است. ساختمان داخلي چراغ قوه نيز مانند مدار ساده ي شكل (3-12) الف است. يعني از يك لامپ و يك كليد تشكيل شده است كه هر دو در محفظه ي چراغ قوه دارند شكل (3-12ب)




شدت جريان الكتريكي :
نسبت بار الكتريكي شارش شده از هر مقطع مدار به زمان شارش بار، يعني آهنگ شارش بار الكتريكي را شدت جريان الكتريكي مي گويند كه آن را با نماد (I) نشان داده و يكاي آن آمپر (A) مي باشد.


I = q/t

q مقدار بارالكتريكي عبوري از مدار بر حسب كولن (c)
T مدت زمان شارش بار الكتريكي بر حسب ثانيه (s)
I شدت جريان بر حسب آمپر
يك آمپر معادل يك كولن بر ثانيه است .


 

 

 

3-10 - مقاومت الكتريكي :
هنگامي كه الكترون هاي آزاد يك رسانا تحت تأثير اختلاف پتانسيل مولد به حركت در مي آيند. در برخورد با اتم هاي رسانا انرژي خود را از دست داده و دماي رسانا را افزايش مي دهند. اين مقاومت رسانا در مقابل حركت الكترون ها را مقاومت الكتريكي رسانا مي گويند.
مقاومت الكتريكي را با نماد R نشان مي دهيم. يكاي مقاومت الكتريكي اهم و نماد آن(?) است كه به افتخار خدمات علمي گئورگ زيمون اهم نامگذاري شده است. هنگامي كه پايانه هاي يك باتري را به دو سر يك رسانا ( لامپ) وصل مي كنيم. باتري بين دو سر رسانا اختلاف پتانسيل ثابتي برقرار مي كند. اين اختلاف پتانسيل باعث شارش بار الكتريكي در مدار مي شود. با شارش بار الكتريكي و ايجاد جريان الكتريكي در مدار، انرژي الكتريكي از باتري به لامپ مي رسد و لامپ هم روشن مي شود.


3-11 – قانون اهم :
نسبت اختلاف پتانسيل دو سر رسانا به شدت جرياني كه از آن مي گذرد مقدار ثابتي است كه به اين مقدار ثابت، مقاومت الكتريكي رسانا گويند كه با نماد R آن را نشان داده و يكاي آن اهم
(Ω ) مي باشد.


V / I = R


V اختلاف پتانسيل دو سر رسانا بر حسب است
I شدت جريان عبوري از رسانا بر حسب آمپر
R مقاومت رسانا بر حسب اهم (
Ω) يك اهم معادل ولت بر آمپر است.

1(Ω) -> 1(V / A)

يك مقاومت الكتريكي را به آمپرسنج ، ولت سنج و منبع تغذيه مطابق زير مي بنديم.

 



 

 



آمپرسنج به طور متوالي و ولت سنج كه بطور موازي به دو سر مقاومت بسته شده است. پس از بسته شدن كليد جريان الكتريكي از مدار مي گذرد. ولت سنج كه به طور موازي به دو سر مقاومت بسته شده است. اختلاف پتانسيل دو سر مقاومت را نشان مي دهد و آمپرسنج شدت جرياني را كه از مدار مي گذرد مشخص مي كند.
مثال : به دو سر يك رسانا به مقاومت الكتريكي 25 اختلاف پتانسيل الكتريكي V را وصل مي كنيم. شدت جريان در رسانا را در صورتيكه
الف . v=50v
ب : V=75v باشد بدست آوريد:


الف)


ب)



3-13 – مصرف انرژي الكتريكي :
انرژي الكتريكي يكي از بهترين و تميزترين انرژيهاست و مصرف آن باعث آلودگي زيست كه براي انسان بسيار مهم و حياتي است، نمي شود. همچنين مي توان آن را با هزينه كم از محل توليد به محل معروف رساند. انرژي الكتريكي با استفاده از وسايل خاصي به صورت انرژي هاي نوراني ، دروني، صوت و .... تبديل مي گردد.
در لامپ هاي رشته اي ، انرژي الكتريكي دروني رشته ي داخلي لامپ تبديل مي شود و دماي آن را تا حدود 3000 درجه سانتي گراد بالا مي برد. در اين دماي بالا، رشته ي درون لامپ قسمتي از انرژي دروني خود را به صورت انرژي نوراني تابش مي كند.


 


انرژي الكتريكي مصرف شده به چه عواملي بستگي دارد؟
1- مقاومت الكتريكي رسانا (R) : هر چه مقاومت الكتريكي رسانا بيشتر باشد. انرژي الكتريكي مصرف شده در آن نيز بيشتر مي شود.
2 – زمان عبور جريان الكتريكي (t)، هر چه زمان عبور جريان الكتريكي از سانا بيشتر باشد. انرژي الكتريكي مصرف شده در آن بيشتر مي گردد.
3 – مجذور شدت جريان الكتريكي (I2 ) :‌اگر شدت جريان عبوري از رسانا را افزايش دهيم ، انرژي الكتريكي مصرف شده در آن نيز بيشترمي شود، به طوري كه اگر شدت جريان را 2 يا 3 با .... برابر كنيم، انرژي مصرف شده (4 =2 2 , 9= 32 يا ...) برابر مي شود .
اگر انرژي الکتريکي مصرف شده ( که به انرژي دروني رسانا تبديل شده است ) را با نماد W نشان مي دهيم .داريم :
رابطه (3-4)
W = RI2 t
در اين رابطه مقاومت الکتريکي (R)  
 
شدت جريان الکتريکي (I) بر حسب (A)
زمان عبوري جريان الکتريکي (t) بر حسب ثانيه (s)
انرژي الکتريکي مصرف شده (W) بر حسب ژول (J) است .

3-13 – توان الكتريكي مصرفي در رسانا :
از بخش (3-6) اختلاف پتانسيل الكتريكي يادآور شديم كه روي وسيله هاي الكتريكي نظير لامپ روشنايي و يا اتوي برقي دو عدد نوشته شده است. يكي از اين دو ، اختلاف پتانسيل مناسب براي عمل دستگاه است. عدد ديگر مربوط به كميتي به نام توان الكتريكي است.
توان را با نماد p نشان مي دهند و يكاي آن وات مي باشد.



در اين رابطه
R مقاومت الكتريكي بر حسب اهم
I جريان الكتريكي بر حسب آمپر
P توان بر حسب وات
با توجه به قانون اهم ( R = V/I) مي توان توان مصرفي را نيز از رابطه ي زير بدست آورد :



در اين رابطه :
V اختلاف پتانسيل دو سر مدار بر حسب ولت
I شدت جريان عبوري از واحد بر حسب آمپر
P توان بر حسب وات


3-14 - بهاي انرژي الكتريكي مصرفي :
در تمام مكانهاي مسكوني و تجاري شماره گري (كنتور) نصب شده است كه انرژي الكتريكي مصرفي را به كمك آن تعيين مي كنند.حاصل ضرب توان مصرفي در مدت زمان استفاده از دستگاه برقي را انرژي الكتريكي مصرفي مي گويند.
Pتوان مصرفي بر حسب وات، t مدت زمان بر حسب ثانيه ، w انرژي مصرفي بر حسب ژول: w = pt
اگر توان مصرفي بر حسب كيلو و زمان بر حسب ساعت باشد، انرژي الكتريكي بر حسب كيلو وات ساعت بدست مي آيد. (kwh)


W=pt
1(kwh) =1(kw)× 1(h)


اگر بهاي هر كيلو وات ساعت مصرف انرژي الكتريكي مشخص باشد مي توان مقدار بهاي برق مصرفي را تعيين كرد.

مثال :

روي يك لامپ عددهاي 100w
و
220 V
نوشته شده است .

الف) اگر اختلاف پتانسيل 220 ولت به دو سر اين لامپ اعمال شود ، شدت جريان عبوري از آن چند آمپرمي شود ؟


P = VI => I = P/V => I =100/220 => I =0/45 A
بهاي برق مصرفي لامپ در يك ماه ريال


ب) اگر اين لامپ در هر شبانه روز 8 ساعت با اختلاف پتانسيل 220 ولت ، روشن باشد ، بهاي برق مصرفي آن در يک ماه چقدر مي شود؟ بهاي هر کيلو وات ساعت انرژي مصرفي را 100 ريال فرض کنيد .
W=p.t => W = (100 /1000 )× 8
W=0/8 kwhانرژي مصرفي در يك شبانه روز
0/8 ×30 ×100 =2400 بهاي برق مصرفي لامپ در يك ماه ريال

صرفه جويي در انرژي مصرفي :
1 – از مصرف بي رويه انرژي الكتريكي خودداري شود.
2 – استفاده بهينه از وسايل برقي، منظور به جا مصرف كردن است
3 – روشنايي اتاقها به تناسب نوع كار تنظيم و از لامپ مناسب استفاده شود
4 – جلوگيري از تلف شدن گرما و سرما در زمستان و تابستان كه براي جبران آن برق بيشتري مصرف مي شود.
5 – از وسايل الكتريكي در زمانهاي مناسب استفاده شود.


واژه ها و فرمول هاي كليدي :
1 – هر گاه جسمي الكترون دريافت كند، داراي بار منفي و اگر الكترون از دست بدهد، بار مثبت پيدا مي كند.
2 – بار الكتريكي خاصيتي از ماده است كه وابسته به الكترون ها و پروتون ها مي باشد.
3 – بار الكتريكي يك جسم مضرب درتسي از بار الكتريكي الكترون و يا پروتون است.
4 – اجسامي را كه بار الكتريكي در آنها به سادگي جابه جا مي شود. اجسام رسانا مي گويند و اجسامي كه بار الكتريكي در آنها جابه جا نمي شود، نارسانا گويند.
5 – بار الكتريكي بوجود نمي آيد و از بين همه نمي رود و فقط از يك جسم به جسم ديگر منتقل مي شود.
6 – ايجاد بار در رساناها بدون تماس با يكديگر را القاي الكتريكي گويند.
7 – تخليه ي الكتريكي بين يك ابر يا ابر ديگر يا بين ابر و زمين را آذرخش مي گويند.
8 – عامل شارش بار الكتريكي از يك جسم به جسم ديگر را اختلاف پتانسيل بين آن دو جسم مي گويند.
9 – مولد وسيله اي است كه انرژي لازم براي ايجاد اختلاف پتانسيل در يك واحد را تأمين مي كند.
10 – نسبت بار الكتريكي شارش شده در هر مقطع مدار به زمان شارش بار را جريان الكتريكي مي گويند.
11 – نسبت اختلاف پتانسيل دو سر رسانا به شدت جرياني كه از آن مي گذرد و مقدار ثابتي است كه به آن مقاومت الكتريكي رسانا مي گويند.
12 – انرژي الكتريكي مصرفي در يك مقاومت به مقاومت مدار، مجذور شدت جريان و زمان بستگي دارد.
13 – مقدار انرژي مصرف شده بر واحد زمان را توان الكتريكي مي گويند.
14 – انرژي الكتريكي مصرفي بر حسب كيلو وات ساعت محاسبه مي شود.

فرمول هاي كليدي :


(مقدار بار الكتريكي) q = ± ne
(مقدار جريان الكتريكي) I = q/t
(توان الكتريكي مصرفي) p = RI2 = V2/R = VI
(مقاومت الكتريكي) R = V/I
(انرژي الكتريكي مصرفي) w = RI 2t = (V2 / R ) t = VIt

 

پاسخ دهيد وتمرين هاي پاياني فصل 3 :
1 – با يك پارچه خشك ،صفحه تلويزيون را تميز كنيد. چرا پرزهاي پارچه به صفحه ي تلويزيون مي چسبند؟
صفحه ي تلويزيون از جنس شيشه است و وقتي آن را به وسيله پارچه پشمي مالش مي دهيم.، صفحه ي شيشه اي بار مثبت و پارچه به همراه پرزهاي آن بار منفي پيدا مي كنند و چون بر هم كنش بارهاي غيرهم نام ربايشي است پرزها به شيشه مي چسبند.


2 – در تاريكي لباس خود را درآوريد، چرا جرقه مي زند؟
زيرا در لباس ها الكتريسته ساكن ايجاد مي گردد و در تاريكي به هنگام بيرون آوردن لباس ها تخليه ي الكتريكي انجام مي شود و ما جرقه مشاهده مي كنيم.


3 – چرا آزمايش هاي الكتريسيته ساكن در روزهاي سرد و خشك نتيجه ي بهتري مي دهد؟
زيرا رطوبت هوا رساناي جريان الكتريكي است و باعث تخليه ي الكتريكي اجسامي مي شود كه در آنها الكتريسيته ساكن ايجاد شده است.


4 – جمله هاي زير را كامل كنيد:
1 – وقتي دو جسم به يكديگر مالش داده مي شود ، بين آنها الكترون مبادله مي شود.
2 – با جابه جا شدن الكترون هاي آزاد، بار الكتريكي درون جسم رسانا شارش مي كند.
3 – در يك جسم نارسانا بار الكتريكي در محل ايجاد شده باقي مي ماند .
4 – نيرويي كه بارهاي الكتريكي هم نوع بر يكديگر وارد مي كنند رانشي و نيرويي كه بارهاي الكتريكي غير هم نوع بر يكديگر وارد مي كنند ربايشي است.


5 – چرا در بعضي از مواد مانند پلاستيك يانايلون بهتر از ساير مواد مي تان بار الكتريكي توليد كرد؟
زيرا اين مواد نارسانا هستند و وقتي بارالكتريكي ساكن در آنها ايجاد شده، بار الكتريكي در آنها نمي تواند جابه جا شود.


6 – توضيح دهيد با الكتروسكوپ چگونه مي توان تعيين كرد كه :
الف – جسمي باردار است؟
ب – جسم چه نوع باري دارد؟
پ – جسمي رساناست يا نارسانا است؟


2- آيا با الكتروسكوپ مي توان بار دو كره ي هم اندازه ، رسانا و باردار را با يكديگر مقايسه كرد؟
الف – هرگاه جسمي را كه داراي الكتريكي است به كلاهك الكتروسكوپ باردار نزديك كنيم. بدليل القاي الكتريكي زاويه ي دو ورق طلا تغيير مي كند و اگر جسم داراي بارالكتريكي نباشد تغييري در فاصله اي بين ورقه هاي طلا ايجاد نمي شود.

ب: اگر الكتروسكوپ داراي بار الكتريكي باشد، وقتي ميله اي با بار الكتريكي غير هم نام به كلاهك الكتروسكوپ نزديك كنيم، زاويه ي دو ورق طلا كم مي شود و اگر ميله اي با بارالكتريكي هم نام به كلاهك الكتروسكوپ نزديك كنيم، زاويه ي دو ورق طلا زياد مي شود.

پ : براي اينكه يقين كنيم جسم رسانا است يا نارسانا، هر گاه آن را به كلاهك باردار تماس دهيم، اگر جسم رسانا باشد، قسمتي از بارهاي الكتريكي الكتروسكوپ به جسم منتقل شده و فاصله ، دو ورق طلا از هم كم مي شود و اگر جسم نارسانا باشد، بار الكتريكي به جسم منتقل نشده و فاصله ي ورقه ها از هم تغيير نمي كند.

2 – پاسخ مثبت است، زيرا وقتي بارالكتريكي از كوه ها بيشتر از كره ي دوم باشد، با نزديك كردن آن به كلاهك الكتروسكوپ زاويه ي دو ورق طلا بيشتر تغيير مي كند، زيرا بار الكتريكي بيشتري القا مي شود.


7 – چرا زير تانكرهاي مخصوص حمل سوخت، زنجير آويزان مي كنند؟
حركت كاميون حامل تانكر سوخت در هواي خشك باعث مي شود تا در آن الكتريسته ي ساكن ايجاد گردد. براي تخليه الكتريسيته ساكن ايجاد شده در تانكر از غيررسانا و زير تانكر استفاده مي شود كه دائماً الكتريسته ساكن را به زمين منتقل مي كند.


8 – آيا مي توانيد با توجه به آنچه كه در مورد مقاومت الكتريكي رسانا فرا گرفته ايد توضيح دهيد كه چگونه شارش بارالكتريكي در يك رسانا باعث افزايش دماي رسانا مي شود؟
جريان الكتريكي در يك رسانا در واقع حركت الكترون ها در رسانا مي باشد كه به هنگام عبور از رسانا در برخورد بار اتم هاي رسانا انرژي جنبشي و سرعت آن ها كاهش يافته و تبديل به انرژي دروني مي گردد و دماي رسانا را بالا مي برد و اثر گرمايي مقاومت الكتريكي رسانا ظاهر مي گردد.


تمرين هاي پاياني فصل 3 :
1 – ميله ي نارسانايي با بار منفي و كره اي رسانا و بدون بار روي پايه ي نارسانا در اختيار داريد. توضيح دهيد چگونه مي توان كره را :
الف: داراي بار مثبت كرد ؟
ب : داراي بار منفي كرد؟
الف - ابتدا ميله ي نارسانا با بار منفي را به كره ي رسانا كه بدون بار است نزديك مي كنيم. در اثر القاي الكتريكي بارهاي مثبت در مجاورت ميله و بارهاي منفي در دورترين نقطه جمع مي شوند. هرگاه براي يك لحظه كره ي رسانا را به زمين وصل مي كنيم، بارهاي منفي آن به زمين منتقل مي شوند. سپس با دور كردن ميله، كره ي رسانا داراي بار الكتريكي ساكن مثبت مي گردد.
ب - براي اينكه كره ي رسانا داراي بارالكتريكي منفي گردد، كافي است ميله ي نارسانا با بار منفي را با آن تماس دهيم تا قسمتي از بارهاي الكتريكي منفي ميله به كره منتقل شود. در اين صورت كره ي رسانا داراي بارالكتريكي منفي مي گردد.


2 – در كداميك از وسيله هاي منزل لازم است بار الكتريكي ايجاد شده را كاهش دهيم و يا كنترل كنيم؟
همه وسايلي كه با برق كار مي كنند، ممكن است در اثر القاي الكتريكي بدنه ي آنها داراي الكتريسيته ساكن گردد. براي كنترل الكتريسيته ساكن ايجاد شده در اين وسايل بدنه ي آن ها را به زمين متصل مي كنند، مانند كولر، ماشين لباسشويي ، يخچال و ...


3 – مقاومت لامپي 200 اهم و جريان 2/0 آمپر از آن مي گذرد.
الف – بار الكتريكي كه در مدت 5/2 دقيقه از لامپ مي گذرد چند كولن است؟


الف)



ب – اختلاف پتانسيل دو سر لامپ چند ولت است ؟


ب


4- روي لامپي دو عدد 100 ولت و 220 ولت نوشته شده است. اختلاف پتانسيل 220 ولت را به لامپ وصل مي كنيم.
الف) مقاومت لامپ را محاسبه كنيد.


الف)


ب) چه جرياني از آن مي گذرد؟


ب)



پ) در مدت يك دقيقه چند ژول انرژي الكتريكي توسط لامپ مصرف مي شود؟


پ)



5- اگر در شهر شما هر خانه يك لامپ 100 وات اضافي را به مدت 3 ساعت در شب روشن كند، در طول يك ماه چند كيلووات ساعت انرژي اضافي مصرف مي شود؟ بهاي آن چند ريال مي شود؟



هر لامپ در يك ماه 9 كيلو وات ساعت انرژي الكتريكي مصرف مي كند و اگر در منطقه مورد نظر 10000 خانواده زندگي مي كند، جمعاً 90000 كيلو وات ساعت انرژي الكتريكي در ماه مصرف مي شود كه به بهاي آن به صورت زير است:


90000×100=9×106 بهاي برق مصرفي اضافه براي شهريه ريال


6 – در رابطه هاي 2 P=V2/R , P = VI , P = RI
الف – نمادهاي P.R.V و I هر كدام نماينده ي چه كميتي هستند و يكاي آنها چيست؟
الف) V اختلاف پتانسيل دو سر رسانا بر حسب ولت
R مقاومت رسانا بر حسب اهم
P توان مصرفي بر حسب وات
I شدت جريان عبوري از رسانا بر حسب آمپر


ب) كاربرد هر يك از رابطه ها را شرح دهيد:
براي بدست آوردن توان مصرفي هرگاه اختلاف پتانسيل و مقاومتمدار را داشته باشيم ، از رابطه (P=V2/R) توان را محاسبه مي كنيم و هر گاه اختلاف پتانسيل دو سر رسانا را نداشته باشيم، از رابطه( 2 P = RI) توان مصرفي را محاسبه مي كنيم.


7 – روي يك آسياب برقي دو عدد 800W و 220V نوشته شده است. اين آسياب برقي را به اختلاف پتانسيل 220V وصل مي كنيم حساب كنيد :
1 – جرياني كه ازآن مي گذرد.




انرژي الكتريكي مصرفي ماهانه اين دستگاه، در صورتي كه هفته اي يك بار و هر بار به مدت 20 دقيقه مورد استفاده قرار گيرد.



انرژي مصرفي دستگاه در 20 دقيقه برابر30/8 كيلو وات ساعت است. اگر دستگاه هفته اي دو بار كار كند جمعاً در ماه 8 بار كار مي كند. پس انرژي مصرفي دستگاه در يك ماه برابر است با :

W = 8/30 ×8 = 64/30 KWh

8 – اختلاف پتانسيل دو سر باتري اتومبيل هاي سواري برابر 12 ولت است. اگر 8 باتري قلمي 5/1 ولتي به طور متوالي به يكديگر وصل كنيم. اختلاف پتانسيل دو سر مجموعه ي آنها نيز برابر 12 ولت مي شود؟
بگوئيد كه چرا در خودروها به جاي باتري خودرو از 8 باتري قلمي استفاده نمي شود؟
باتري اتومبيل از نوع تر با انبارهاي سربي است و مقدار انرژي الكتريكي ذخيره شده در ان بسيار بيشتر از انرژي الكتريكي مي باشد كه در 8 باتري قلمي ذخيره شده است.




تمرين هاي تكميلي و پرسشهاي چهار گزينه اي فصل 3
1 – آيا بار الكتريكي يك كره ي فلزي توپر بيشتر از يك كره تو خالي هم قطر آن است؟ بار در هر حالت در كجاها جمع مي شود؟
درهردوحالت بار بر روي سطح آن ها جمع مي شود. چون هر دو ي آنها مقدار بار يكساني را نگهداري خواهند كرد.


2 – آيا شاره ها (مايع ها و گازها) همه در اثر مالش باردار مي شوند؟ در اين مورد مثالي بزنيد:
مايع ها و گازها نيز در اثر مالش داراي بارالكتريكي مي گويند. به طور مثال تكان و حركت بنزين در روغن در تانك ها در هنگام حمل و نقل بار الكتريكي بوجود مي آورد. بايد توجه داشت در مايع ها و گازهاي رسانا تجمع بارالكتريكي در يك نقطه امكان پذير است. به طور مثال بار الكتريكي ايجاد شده در هوا از طريق رطوبت هوا تخليه مي گردد.


3 – روي جسمي مقداري بار مثبت توزيع شده است. براي آنكه جسم داراي بار منفي شود، چه بايد كرد؟ توضيح دهيد.
ابتدا به اندازه ي بار مثبت به آن بار منفي مي دهيم تا خنث گردد. سپس باران بار الكتريكي منفي جسم داراي بار الكتريكي منفي مي گردد.


4 – اگر مقاومت مدار ثابت باشد، براي آنكه از مدار فوق جرياني ضعيف عبور كند، چه تغييراتي بايد به آن داده شود؟
با توجه به رابطه ي( V/I = R) با ثابت بودن مقاومت در مدار همواره نسبت اختلاف پتانسيل به جريان مقدار ثابتي است. در اين صورت براي اينكه جريان مدار كاهش يابد ، لازم است اختلاف پتانسيل دو سر مدار كاهش يابد و به همان نسبت جريان مدار كاهش مي يابد.


5 – در يك سيم برق در هر دقيقه 36 كولن الكتريسيته عبور مي كند.شدت جريان الكتريكي را بدست آوريد.



6 – يك باتري اتومبيل 12 ولتي بايد جريان 240 آمپر را از يك استارت موتور بگذراند تا موتور را راه بيندازد. مقاومت كل مدار شامل استارت و چقدر است؟



7 – اگر از يك لامپ جرياني به شدت 6 آمپر عبور كند، چنانچه مقاومت اين لامپ را دو برابر كنيم، توان مصرفي آن نسبت به حالت اول چند برابر مي شود؟



8- توان يك سماور الكتريكي 1100w(وات) است و با برق 220 ولت كار مي كند. اولاً شدت جريان و مقاومت قسمت گرما ده سماور را پيدا كنيد.
ثانياً : اگر جرم سماور 5/1 كيلوگرم و گنجايش 5 ليتر آن را داشته باشد. بعد از 10 دقيقه دماي سماور چقدر بالا مي رود؟ از گرماي تلف شده صرفنظر شود (ظرفيت گرمايي ويژه آب و ظرف به ترتيب 4200 و 2000 ژول بر كيلوگرم درجه سانت

نظرات شما عزیزان:

نام :
آدرس ایمیل:
وب سایت/بلاگ :
متن پیام:
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O };-
:B /:) =DD :S
-) :-(( :-| :-))
نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه:





پيوندها


دریافت این کد آهنگ

آمار وبلاگ:

بازدید امروز : 8
بازدید دیروز : 0
بازدید هفته : 34
بازدید ماه : 125
بازدید کل : 468429
تعداد مطالب : 20
تعداد نظرات : 60
تعداد آنلاین : 1

 
 
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است |طراحی : پیچک
 
  • دانلود فیلم
  • دانلود نرم افزار
  • قالب وبلاگ