Physics Past Paper PDF - Chapter 1: Capacitors 1
Document Details
Uploaded by ReliableMeerkat
صالح العبيدي
Tags
Summary
This document is an introductory chapter (1) of a physics textbook, specifically focusing on capacitors. It covers basic concepts and questions about capacitance, electric charge storage, and potential energy.
Full Transcript
أ.صالح العبيدي السادس العلمي 1الفصل االول :المتسعات 1...
أ.صالح العبيدي السادس العلمي 1الفصل االول :المتسعات 1 مقدمة : سؤال :ماذا يحصل لموصل كروي منفرد معزول لو زود بالشحنة الكهربائية ؟ ز تختن الش ووحنة فيه مما يؤدي اىل ازدياد الجهد فيه لنقطة تبعد عن المركز بالبعد جواب :س ووو (𝐫) كلم زادت الشحنة. ز سؤال :لماذا ال يمكن االستمرار ف اضافة شحنات لموصل كروي منفرد معزول ؟ ز سؤال :نادرا ما يستعمل الموصل الكروي المنفرد ف تخزين الشحنة ؟ جواب :ألنه عند زيادة الش و و ووحنة الكهربائية يزداد جهد الموص و و وول ) 𝐯 ( وبذلك س و و ووو يزداد فرق فتداد بذلك المجال الكهربائ وقد يحصل تفريو ووغ كهربائ. وبي أي جسم اخر ز الجهد لكهربائ بينه ز أنووت وب ووه : ً يمكن حساب جهد الموصل الكروي المنفرد المشحون المعزول عىل بعد (𝐫 ) عن مركز الشحنة وفقا للعالقة االتية -: 𝐐 𝟏 𝟏 𝐐 =𝐯 → =𝐤 𝐤=𝐯 → 𝐫 𝟒𝛑𝛆° 𝟒𝛑𝛆° 𝐫 حيث ان : ز : 𝐤 ثابت التناسب ف قانون كولوم ويقاس . N.m2 / C2 𝟐𝐂 𝟐𝟏. ) 𝟖. 𝟖𝟓 𝐱𝟏𝟎− : εo سماحية الفراغ ومقدارها ( 𝟐𝐦𝐍. وتختن فيه ز سو و و ووؤال :هل يمكن صو و و وون جهاز يس و و و وتعمل لخزن مقادير كبتة من الشو و و ووحنات الكهربائية الطاقة الكهربائية ؟ معزولي يفصل بينهما ز ز شكلي كنا ز موصلي بأي جواب :نعم يمكن ذلك ,باستعمال نظام يتألف من عازل اما الفراغ او مادة عازلة كهربائية فيكون بإمكانه ز اختال ش و و و و و ووحنات موجبة عىل احد الموص و و و و و و ز ولي وشحنات سالبة عىل الموصل االخر يسىم هذا النظام المتسعة . 07739000619 1 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي سؤال :ما ه المتسعة ؟ وما ه فائدتها ؟ جواب :ه جهاز يستعمل لتخزين الشحنة الكهربائية والطاقة الكهربائية كهربائ يتكون من زوج اكت ) من الصفائح الموصلة يفصل بينهما عازل.( او ر سؤال :ما الفائدة العملية من المتسعة ؟ ً جواب :مقدرتها عىل تخزين مقادير كبتة جدا من الطاقة وامكانية تفري و وغ هذه الطاقة بسعة كبتة ً جدا وبكميات هائلة عند الحاجة اليه . سؤال :مم تتكون المتسعة ؟ جواب :تتكون من زوج ( او ر اكت ) من الصفائح الموصلة يفصل بينهما عازل. معلومات هامة: تكون المتسعة بأشكال هندسيه واحجام مختلفة وفقا لتطبيقاتها العملية . ر االكت استعماال. ز المتوازيتي وه ز الصفيحتي المتسعة ذات الكرتي المتمر ز كزتي . ز االسطوانتي المتمر ز كزتي والمتسعة ذات ز المتسعة ذات ز وينطبق هذا الرمز عىل جمي المتسعات. أو رمز المتسعة ف الدوائر الكهربائية هو ز المتوازيتي : ز الصفيحتي المتسعة ذات ز معزولتي ز متماثلتي ز يتي ولتي مسووت وفحتي موصو ز ز ز المتوازيتي من صو ز وفيحتي تتألف المتسووعة ذات الصو ز وفيحتي ومتوازيتي ومس وواحة كل منهما (𝐀) وتبعدان عن بعض ووهما بالبعد ( )dتكون الص و ز عن بعض ووهما ز واويتي مقدارا ز وحنتي متس و و و و ز وفحتي ش و و و و ز وحونتي وبعد ش و و و ووحن متس و و و ووعة تظهر عىل الص و و و و ً ابتداء غت مش و و و و ز ومختلفتي نوعا . ز المتوازيتي ؟ ز الصفيحتي سؤال :كيف يتم شحن المتسعة ذات المتوازيتي اىل القطب الموجب لبطارية فتظهر عليها ش و و ووحنةز ز وفيحتي جواب :يتم ربط احدى الص و و و موجبة ( 𝐐 ) +والصفيحة االخرى تربط اىل القطب السالب للبطارية فتظهر عليها شحنه سالبة (- ز وفحتي بس و و و ب قوى ز المتقابلي للص و و ز وطحي ز وحنتي تقعان عىل الس و و 𝐐) مس و وواوية لها بالمقدار وكال الش و و بي تلك الشحنات . التجاذب ز ز سؤال :كم هو صاف الشحنة عىل صفيحت المتسعة ؟ ولماذا ؟ ز ومختلفتي نوعا. ز متساويتي مقدارا ز شحنتي ز الصفيحتي تحمالن جواب :يساوي صفرا الن كال 07739000619 2 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي ز المتوازنتي منتظما ؟ ز الصفحتي بي لوح المتسعة ذات سؤال :مت يعتت المجال الكهربائ ز ز وفحتي صو و تا جدا بالمقارنة م ابعاد الص ووفيحة الواحدة جواب :عندما يكون البعد )𝐝( ز بي الص و وعندئذ يهمل عدم انتظام خطوط المجال الكهربائ عند الحافات. ز المتوازيتي ز وفيحتي سو و ووؤال :هل المجال الكهربائ ز بي صو و ووفيحت المتسو و ووعة المشو و ووحونة ذات الصو و و يتي هو مجال كهربائ منتظم ام غت منتظم ؟ وضح ذلك؟ ز المست ز يتي ز الصفيحتي المست بي صفيحت المتسعة ذات جواب :يكون المجال الكهربائ منتظما ز الصفيحتي ص تا جدا م ابعاد الصفيحة الواحدة ز بسط اذا كان البعد )𝐝( ز بي المتوازيتي ر ز ز الحافتي . ويووهمل عندئذ عدم انتظام المجال الكهربائ عند ز المتوازيتي ال ت مشحونة يكون فيها : ز الصفحتي تذكور :المتسعة ذات -1مقدار الشحنة عىل اي من صفيحتيها يساوي صفر ز الصفحتي يساوي صفر بي -2مقدار فرق الجهد ز سع و ووة المتووسعة: سؤال :ما ه سعة المتسعة ؟ ز ز جواب :ه النسووبة ز المختلة ف اي من صووفيحت المتسووعة اىل مقدار فرق الجهد بي مقدار الشووحنة ز الصفيحتي .ورمزها (𝐂). الكهربائ ز بي Q يمكن حساب سعة المتسعة من خالل القانون : =C ∆V سؤال :بأي وحده تقاس السعة الكهربائية؟ 𝐛𝐦𝐨𝐥𝐮𝐨𝐂 (. جواب :تقاس بوحدة الفاراد (𝐝𝐚𝐫𝐚𝐅) أو ) 𝐭𝐥𝐨𝐯 سؤال :ما الفائدة العملية من معرفة سعة المتسعة ؟ جواب :تعتت سعة المتسعة مقياسا لمقدار الشحنة الالزم وضعها عىل أي من لوحيها لتوليد فرق ز معي بينهما والمتالك الس و ووعه الكبتة كميه اكت من الش و ووحنة ,والمتس و و وعة ذات الس و و وعة االكت جهد يع زت انها تستوعب شحنة بمقدار اكت . سؤال ( :المتسعة ذات السعة االكت تستوعب شحنة اكت ) وضح العبارة االتية؟ جواب :الن س و ووعة المتس و ووعة تعد مقياس و ووا لمقدار الش و ووحنة الالزم وض و ووعها عىل أي من ص و ووفيحتيها ز معي بينهما. لتوليد فرق جهد كهربائ 07739000619 3 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي ز علل :يستعمل موصالن ف صن المتسعة بدال من موصل واحد ؟ جواب : ز -1لزيادة قابليتها ف حزن الشحنات . -2التحكم بمقدار سعة المتسعة. -3االحتفاظ بالشحنات لفتة اطول . مالحظات : بي صفيحت المتسعة يتناسب عكسيا م سعة المتسعة عند ثبوت فرق الجهد الكهربائ ز 𝟏 ∝ 𝐂 ) بثبوت الشحنة . شحنتها .أي ان ( : 𝐕∆ المختنة عىل أي من صفيحتيها تتناسب طرديا م سعة المتسعة بثبوت فرق الجهدز الشحنة بينهما .أي ان . ) 𝐐 ∝ 𝐂 ( :بثبوت فرق الجهد ز المختنة عىل أي من بي صفيحت المتسعة يتناسب طرديا م الشحنة فرق الجهد الكهربائ ز صفيحتيها عند ثبوت السعة أي ان ) ∆𝐕 ∝ 𝐐 ( :بثبوت السعة. بي ص و ووفيحت متس و ووعة ثابتة الس و ووعة ومقدار الش و ووحنة عىل أي من بي فرق الجهد ز س و ووؤال :ما العالقة ز صفيحتيها ؟ ز جواب :العالقووة طرديووة.أي ان ازديوواد مقوودار الش و و و و و ووحنووة (𝐐) يتس و و و و و و ووب ف ازديوواد مقوودار فرق الجهوود الصفيحتي بثبوت سعة المتسعة. ز الكهربائ (𝐕∆) ز بي بجهد متساو ٍ ؟ ٍ سؤال :تكون جمي نقاط الصفيحة الواحدة من صفائح المتسعة المشحونة جواب :وذلك الن صفيحت المتسعة مصنوعتان من مادة موصلة ومعزولتان. العزل الكهربائ : ً ز ممتات المواد العازلة كهربائيا ؟ سؤال :ما المقصود بالعازل الكهربائ ؟ او ما ه ز جواب :هو مادة غت موص وولة ف الظرو االعتيادية مثل الزجاج او البالس ووتيك او الورق المش ووم , تعمل عىل تقليل مقدار المجال الكهربائ الموضوعة فيه . ً علل :تعتت اللدائن ماده عازلة كهربائيا؟ ز جواب :ألنها غت موصلة ف الظرو االعتيادية و تعمل عىل ت يت مقدار المجال الكهربائ الموضوعة فيه. 07739000619 4 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي ز قسمي ,ما ه ؟ س :تقسم العوازل اىل العوازل القطبية . العوازل ال ت قطبية . ً اوال :العوازل القطبية بي مركزي شحنتيهماه عوازل تمتلك جزيئاتها عزوم كهربائية ثنائية القطبية دائمية فيكون التباعد ز الموجبة والسالبة ثابت ( مثل هذه الجزيئة تسىم دايبول ,أي جزيئة ثنائية القطب ) ,ومن امثلتها :الماء النق ً ثانيا :العوازل ال ت قطبية ه عوازل تكتسب جزيئاتها عزوم كهربائية ثنائية القطب غت دائميه وبصورة مؤقتة عن طريق الحث الكهربائ ,اذ يكون التباعد ز بي مركزي شحنتها الموجبة والسالبة غت ثابت ,ومن امثلتها [ الزجاج , ز البولثلي ] تأثت المجال الكهربائ المنتظم بالمواد العازلة : بي صفيحت متسعة مشحونة ؟ س :ماذا يحصل عند ادخال عازىل قطت ز بي صفيحت المتسعة ,فالمجال الكهربائ يجعل معظم ج) عند ادخال هذا الن ع من العازل ز الدايبوالت تصطف بموازه المجال الكهربائ ,ونتيجة لذلك يتولد مجال كهربائ داخل العازل باتجاه بي ً مقدارا ,فيقل مقدار المجال الكهربائ المحصل ز معاكس التجاه المجال الخارح واقل منه صفيحت المتسعة. بي صحفيت المتسعة ؟ س :ماذا يحصل عند ادخال عازل غت قطت ز بي صفيحت متسعة س :ما تأثت المجال الكهربائ المنتظم بالمواد العازلة غت القطبية الموضوعة ز مشحونة ؟ بي صفيحت المتسعة ,يعمل المجال الكهربائ عىل أزاحه مركزي ج) عند ادخال هذا الن ع من العازل ز ز ز الشحنتي الموجبة والسالبة ف الجزيئة الواحدة بإزاحة ضئيلة ,أي تكتسب عزوم كهربائية ثنائية القطب بصورة مؤقته عن طريق الحث الكهربائ ,فيتحول الجزيء اىل دايبول كهربائ يصطف باتجاه معاكس ألتجاه المجال الكهربائ المؤثر. ز وبالنتيجة تظهر شحنة سطحية موجبة عىل وجه العازل المقابل للصفيحة السالبة للمتسعة ف ز حي تظهر شحنة سطحية سالبة عىل وجه العازل المقابل للصفيحة الموجبة ( يبق العازل متعادل كهربائيا ). 07739000619 5 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي ز س :ف اي ن ع من أنواع العوازل الكهربائية تظهر شحنات سطحية عىل وجهيها ذاكرا العالقة الرياضية للمجال الكهربائ المتولد بينها ؟ ج) العوازل غت القطبية ه الت تظهر شحنات سطحية عىل وجهيها عند وضعها داخل مجال كهربائ, Ek = E - Ed ,فيكون المجال الكهربائ المحصل وفق العالقة : بي صفيحتيها ؟ بي صفيحت المتسعة عند ادخال مادة عازلة زس :ماذا يحصل للمجال الكهربائ ز بي صفيحتيها ؟ بي صفيحت المتسعة عند إدخال مادة عازلة زس :يقل مقدار المجال الكهربائ ز الجواب :يقل مقدار المجال الكهربائ بس ب تولد مجال كهربائ داخل العازل يعاكس باالتجاه المجال بي صفيحت المتسعة فيكون المجال المحصل [ ] Ek = E – Edفيقل بنسبه ثابت العزل الكهربائ ز للمادة بي ز الحت ز ز المتوازيتي مشحونة ومفصولة عن البطارية ,لو مأل ز الصفيحتي س :متسعة ذات بي صفيحتيها سينخفض , صفيحتيها بالماء النق بدل من الهواء ,فإن مقدار فرق الجهد الكهربائ ز ما تعليل ذلك؟ ج) بما ان المتسعة مفصولة عن المصدر ,فان ادخال العازل الكهربائ يس ب نقصان مقدار المجال ز الصفيحتي بنسبة ثابت العزل Kفيقل فرق الجهد بنسبة ثابت العزل .K الكهربائ ز بي بي العوازل القطبية والعوازل ال ت قطبية ؟ س :ما الفرق ز العوازل ال ت قطبية العوازل القطبية ت ً ً 1تمتل و ووك جزيئ و وات و ووه عزوم و ووا كهرب و ووائي و ووة ثن و ووائيو ووة ال تمتلك جزيئاته عزوما كهربائية ثنائية القطب دائميه القطب دائميه بي مركزي ش و و و و و ووحنتيو و ووه الموجبو و ووة التباعد ز بي مركزي شو و ووحنتيه الموجبة والسو و ووالبة 2التبو و وواعو و وود ز ً ً غت ثابتا والسالبة ثابتا 3تص و و و و و ووطف دايبوالت العووازل بموازاة خطوط يص و و و و و ووبح لهوا عزم ثنوائ قطت وه داخول المجوال المج ووال المؤثر وتح ووافظ عىل اتج وواهه ووا بع وود ويزول هذا العزم بعد زوال المجال الخارح زوال المجال الخارح 07739000619 6 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي خالصــة ز صفحتي متسعة تحتوي عىل عازل وكاالئ : زف كال نوع العازل يكون المجال الكهربائ المحصل ز بي 𝐝𝐄 𝐄 = 𝐄 − حيث ان : 𝐤𝐄 :المجال الكهربائ المحصل بوجود العازل ز الصفحتي بوجود الفراغ 𝐄 :المجال الكهربائ المؤثر ز بي 𝐝𝐄 :المجال الكهربائ داخل العازل . 𝟏 لذلك سو يقل مقدار المجال الكهربائ ز ) أي أن : بي صفيحت المتسعة بوجود العازل بمقدار ( 𝐊 و E = 𝒌𝑬 K وبما أن المجال الكهربائ يتناس و ووب طرديا م فرق الجهد ز بي ص و ووفيحت المتس و ووعة لذا فأن فرق الجهد ً ز ً أيضا بثبوت البعد ز 𝟏 الصفيحتي وفقا للعالقة االتية :و بي سو يقل بمقدار ( ) 𝐊 𝐝 ∆𝐕 = 𝐄. أي أن فرق الجهد ز بي صفيحت المتسعة بوجود العازل يصبح كاالئ :و 𝐯∆ = 𝐤𝐯∆ 𝐤 حيث ان (𝐤) يمثل ثابت العزل الكهربائ للمادة العازلة . ثابت العزل (𝐤) :النسبة ز بي سعة المتسعة بوجود العازل اىل سعة المتسعة بوجود الهواء او الفراغ ز ممتة للوسط العازل .ويكون خاىل من الوحدات ,ويحسب : وهو صفة 𝐤𝐂 =𝐤 𝐜 07739000619 7 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي تن يه : عند ادخال العازل ز بي ص و و و و ووفحت المتس و و و و ووعة المتص و و و و وولة بالبطارية فان فرق جهدها يبق ثابت بينما تزداد شحنتها نتيجة لزيادة سعتها لذلك يكون: 𝐕 ∆ = ∆ 𝐕k عند ادخل العازل ز بي صو ووفحت المتسو ووعة المشو ووحونة والمفصو ووولة عن البطارية فان شو ووحنتها تبق ثابتة بينما . بي صفيحتيها وتزداد سعتها لذلك يكون : يقل مقدار فرق الجهد ز 𝐐 = 𝐊𝐐 بي صو و ووفيحت المتسو و ووعة يتناسو و ووب طرديا م فرق الجهد الكهربائ (𝐕∆) بثبوت المجال الكهربائ ز ز عكسيا م البعد بثبوت فرق الجهد الكهربائ ز ً ز البعد ز الصفيحتي. بي الصفيحتي وتتناسب بي ز ثابتي أو مت تين بي صووفيحت المتسووعة يثبت إذا كان كل من فرق الجهد والبعد المجال الكهربائ ز زف آن واحد. س :ما تفست زيادة سعة المتسعة بإدخال مادة عازلة ز بي صفيحتيها بدال عن الهواء ؟ ج) تفس و و و و ووت ذلك هو تولد مجال كهربائ داخل المادة العازلة معاكس باتجاهه للمجال االص و و و و ووىل ز بي ز وفيحتي الن وفحتي ويقل فرق الجهد ز بي الصو ز صووفحت المتسووعة فيضووعف المجال المحصوول ز بي الصو ز الصفيحتي. فتداد سعة المتسعة ألنها تتناسب عكسيا م فرق الجهد ز بي البعد ثابت ز الضوري الكتابة عىل كل متسعة قيمة اقىص فرق جهد كهربائ ؟ ولماذا ؟ س :هل ترى من ز ز وحيفتي ج) نعم زضوري جدا .الن عند االس و و ووتمرار زف زيادة مقدار فرق الجهد الكهربائ ز بي الص و و و س و و وويؤدي اىل زيادة المجال الكهربائ اىل حد كبت فيحص و و وول انهيار كبت للمادة العازلة نتيجة لعبور يعت تلف المتسعة. رشاره كهربائية وهذا ز س :ما المقصود بقوة العزل الكهربائ ؟ ج) هو اقىص مقدار للمجال الكهربائ يمكن ان تتحمله المادة العازلة قبل حصول االنهيار الكهربائ بي صفيحتيها فتتفرغ للعازل وتتلف المتسعة بحصول االنهيار الكهربائ نتيجة لعبور رشاره كهربائية ز المتسعة من شحنتها . ز وتعد قوة العزل مقياس لقابلية المتسعة ف الصمود امام فرق الجهد الكهربائ المسلط عليها . 07739000619 8 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي بي صفيحت متسعة مشحونة ومفصولة أشح نشاط ز يبي تأثت إدخال العازل الكهربائ ز نشاط /1ر ز ز عن البطارية ف مقدار فرق الجهد (تجربة فراداي) وتأثته ف سعة المتسعة ؟ أدوات النشاط : ز المتوازيتي ( العازل بينهما هواء ) غت مشحونة , ز الصفيحتي متسعة ذات بطارية فولطيتها مناسبة ,جهاز فولطميت ,اسالك توصيل ,ل ح من مادة عازلة كهربائيا. خطوات النشاط : ز الصفيحتي ,ثم نربط القطب االخر .1نربط أحد قطت البطارية بإحدى ز بالصفيحة الثانية ,ستنشحن احدى الصفيحتي بالشحنة الموجبة ( ) + Q واألخرى بالشحنة السالبة (. )- Q ز يحتي . .2نفصل البطارية عن الصف .3نربط الطر الموجب للفولطميت بالصفيحة الموجبة ونربط طرفه السالب مؤش الفولطميت عند قراءة معينة , ر بالصفيحة السالبة ,نالحظ انحرا بي صفيحت المتسعة المشحونة يعت تولد فرق جهد كهربائ (𝐕∆) ز ذلك ز ز ف الحالة الت يكون فيها الهواء هو العازل بينهما ز .4ندخل الل ح العازل ز بي صفيحت المتسعة المشحونة نالحظ نقصان ف قراءة الفولطميت (𝐕∆) . االستنتاج : بي صفيحت المتسعة المشحونة ادخال مادة عازلة كهربائيا ثابت عزلها ( ) kز يتس ب زف انقاص فرق الجهد الكهربائ بينهما بنسبة ثابت العزل ( ) kفتكون ( = 𝐤𝐕∆) . 𝐕∆ 𝐤 𝐐 ز ونتيجة لنقصان فرق الجهد ز الصفيحتي تزداد سعة المتسعة طبقا للمعادلة ( = 𝐂) بثبوت بي 𝐕∆ مقدار الشحنة . Q أي إن سعة المتسعة بوجود العازل الكهربائ تزداد بنسبة ( ) kفتكون 𝐂 𝐤 = 𝐤𝐂 . 07739000619 9 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي العوامل التي تعتمد عليها سعة المتسعة ذات الصفيحتين المتقابلتين ز يحتي؟ س :ما العوامل الت تعتمد عليها سعة المتسعة ذات الصف ز وفيحتي (𝐀) :أن س ووعة المتس ووعة (𝐂) تتناس ووب طرديا .1المس وواحة الس ووطحية المتقابلة لصل من الص و ز الصفيحتي أي أن C α A : م المساحة المتقابلة لصل من ز وفيحتي أي وفيحتي )𝐝( :أن سووعة المتسووعة (𝐂) تتناسووب عكسوويا م البعد ز بي الصو ز .2البعد ز بي الصو 𝟏 Cα أن : 𝐝 ز وفيحتي وفيحتي :أن سووعة المتسووعة تزداد بإدخال مادة عازله ز بي الصو ز .3ن ع الوسووط العازل ز بي الصو بدال من الهواء أو الفراغ أي أن 𝐂𝐤 = 𝐊𝐂 : ز المتقابلتي نطبق : ز الصفيحتي لحساب سعة المتسعة ذات عندما يكون الوسط العازل هواء أو فراغ تحسب -: 𝐀𝛆° =𝐂 𝐝 ز الصفيحتي مادة عازلة كهربائيا غت الهواء أو الفراغ تحسب -: عندما يكون الوسط العازل ز بي 𝐀𝛆° 𝐊 = 𝐊𝐂 𝐝 حيث ان ( 𝐊𝐂 ) سعة المتسعة بوجود مادة عازلة . حيث أن (𝐤) ثابت العزل . مووالح وظو ووات : ز الصفيحتي. بي صفيحت المتسعة تماما فان سمكه يساوي البعد ز بي .1عندما يمأل العازل الح زت ز .2ش و و و و و ووحنة المتس و و و و و ووعة ه ش و و و و و ووحنة أي من ص و و و و و ووفيحتيها الموجبة او الس و و و و و ووالبة وال يقص و و و و و وود بيها شحنتهاالصلية. .3ثابت العزل الكهربائ للفراغ او الهواء يس و و وواوي واحد بينما يكون للمواد العازلة االخرى اكت من واحد. .4لتح يل المساحة والبعد نطبق -: 07739000619 10 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي بي صو و و ووفيحت متسو و و ووعة مشو و و ووحونة هو (𝟎𝟎𝟎𝟒𝐦 ) 𝐕/والبعد ز بي سو و و ووؤال :اذا كان المجال الكهربائ ز وفيحتي (𝐦𝐜 𝟐 )𝟎.احسووب سووعة المتسووعة اذا علمت ان مقدار الشووحنة عىل اي من صووفيحتيها ز الصو (𝐂𝛍𝟎𝟎𝟒) ؟ الحل: 𝐕 𝟖 = ∆𝐕 = 𝐄 × 𝐝 = 𝟒𝟎𝟎𝟎 × 𝟎. 𝟐 × 𝟏𝟎-2 𝐐 𝟔𝟒𝟎𝟎 × 𝟏𝟎− = 𝐂 ∴ = 𝟔= 𝟓𝟎 × 𝟏𝟎− 𝐕∆ 𝟖 ------------------------------------------------------------------------------- المتوازيتي سووعتها ( )10 pFشووحنت بواسووطة بطارية فرق الجهدز ز وفيحتي مثال : 1متسووعة ذات الصو بي قطبيها ( ) 12 Vفاذا فص و و و و و وولت المتس و و و و و ووعة عن البطارية ثم ادخل ز بي ص و و و و و ووفيحتيها ل ح من مادة ز الحت بينهما .ما مقدار : ز عازلة كهربائيا ثابت عزلها ( )6يمأل ز ز المختنة ف اي من صفيحت الشحنة سعة المتسعة بوجود العازل الكهربائ . ي صفيحت المتسعة بعد ادخال العازل . فرق الجهد ب ز الحل: 𝐂𝐩 𝟎𝟐𝟏 = 𝟐𝟏 × 𝟎𝟏 = 𝐕∆ 𝐂 = 𝐐 𝐅𝐩 𝟎𝟔 = 𝟎𝟏 × 𝟔 = 𝐂 𝐊 = 𝐤𝐂 𝐐 𝟎𝟐𝟏 = ∆𝐕k = 𝐕𝟐 = 𝐤𝐂 𝟎𝟔 ------------------------------------------------------------------------------- بي ص ووفيحتيها (𝐦𝐜 𝟓 )𝟎.وكل من ص ووفيحتيها المتوازيتي البعد ز ز ز وفحتي مثال : 2متس ووعة ذات الص و مربعة الش و و و ووكل طول ض و و و وول كل منها (𝐦𝐜 𝟎𝟏) ويفص و و و وول بينهما الفراغ اذا علمت ان س و و و ووماحية الفراغ مقدارها 𝟐𝟏 , εo = C2 / N.m2𝟖. 𝟖𝟓 𝐱𝟏𝟎−ما مقدار : ز ز المختلة ف اي من صفيحتها بعد تسليط فرق جهد (𝐕 𝟎𝟏) بينهما ؟ )1سعة المتسعة )2الشحنة الحل: 𝐀= 10x 10 =100cm2 = 100x10-4 m2 𝐝 = 0.5cm = 0.5x10-2 m 𝐀𝛆° 𝟒𝟖.𝟖𝟓 𝐱𝟏𝟎−𝟏𝟐 ×𝟏𝟎𝟎𝐱𝟏𝟎− )1 =𝐜 = = 1.77 × 10-11 F 𝐝 𝟐𝟎.𝟓𝐱𝟏𝟎− 2) Q = C ∆𝐕 = 1.77 × 10-11 × 10 = 1.77 × 10-10 C = 1.77 × 10-11 × 1012 = 1.77 × 10 = 17.7 pC 07739000619 11 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي بي صفيحتيها (𝐦𝐦 𝟎𝟏) ومساحة كل منها ( 𝟐𝐦 𝟐) متوازيتي البعد ز ز ز صفحتي سؤال :متسعة ذات ز فاذا كانت الصفيحتان ف الفراغ وشحنتا حت اصبح فرق الجهد بينهما (𝐕 𝟎𝟎𝟎𝟎𝟐) ,ما مقدار )1 : سعة المتسعة )2 ,شحنة اي من صفيحتيها. ------------------------------------------------------------------------------- ز المتوازيتي مس و وواحة الص و ووفيحة الواحدة ( 𝟐𝐦𝐜𝟎𝟎𝟏) والمس و ووافة ز وفيحتي س و ووؤال :متس و ووعة ذات الص و و ُ بينهما (𝐦𝐦𝟏) ربطت صفيحتيها إىل فرق جهد كهربائ مقداره (𝐯𝟎𝟐𝟏) .احسب: - 2شحنة المتسعة . 1و سعة المتسعة . ------------------------------------ ------------------------------------------- ز للصفيحتي عىل سعة المتسعة ؟ س :وضح بتجربة تأثت ت ت المساحة السطحية (𝐀) المتقابلة ز معي ومفصو و و و ووولة عن البطارية اىل فولتميت ج) نربط متسو و و و ووعة مشو و و و ووحونة بشو و و و ووحنة (𝐐) ذات مقدار بي ص و ووفيحتيها فعندما تكون المس و وواحة الس و ووطحية المتقابلة لص و ووفيحت لقياس فرق الجهد الكهربائ ز ز الصفيحتي ( المتسعة تساوي (𝐀) تكون قراءة الفولتميت عند تدريجه معينة فيكون فرق الجهد ز بي 𝟏 ز وفيحتي اىل نص ووف ما كانت عليه (𝐀 ) وذلك 𝐕∆ ) وعند تقليل المس وواحة الس ووطحية المتقابلة للص و 𝟐 وفيحتي جانبا م بقاء مقدار الشووحنة ثابتا سووو نالحظ ازدياد قراءة الفولتميت اىل ز بإزاحة احدى الصو بي ص و ووفيحتيها بثبوت مقدار ض و ووعف ما كانت غليه (𝐕∆ ) 2تقل س و ووعة المتس و ووعة بازدياد فرق الجهد ز ز وفيحتي الش ووحنة (𝐐) نس ووتنت من ذلك [.ان س ووعة المتس ووعة تقل بنقص ووان المس وواحة المتقابلة للص و والعكس صحيح اي ان ( 𝐀 ∝ 𝐂 ) ]. ز المتوازيتي عىل سعة المتسعة؟ بي الصفيحت ز ي س :وضح بتجربة تأثت ت ت البعد ز معي ومفص و ووولة عن المص و وودر الفولطية ( بطارية ) ز ج) نربط متس و ووعة مش و ووحونة بش و ووحنة ذات مقدار طرف فولتميت فإذا كان البعد االول ز ز ومربوطة ز بي المتس و و ووعة (𝐝) تكون قراءة الفولتميت تش و و ووت اىل بي وحونتي بش و و ووحنة معينة (𝐐) وعند تقريب ز ز وفيحتي المش و و و معي اىل فرق الجهد (𝐕∆) ز بي الص و و و ز مقدار 𝟏 البعد اىل نصف ما كانت عليه (𝐝 ) م بقاء مقدار الشحنة ثابتا نالحظ ان قراءة الفولطميت تقل اىل 𝟐 يعت ازدياد بي ص و و ووفحت المتس و و ووعة ز يعت ان نقص و و ووان فرق الجهد ز نصو و ووف ما كانت عليه (𝐕∆ 𝟏 ) هذا ز 𝟐 مقدار س و و و ووعة المتس و و و ووعة بثبوت مقدار الش و و و ووحنة (𝐐) .نس و و و ووتنت من ذلك [ ان س و و و ووعة المتس و و و ووعة ذات 𝟏 ز المتوازيتي تزداد بنقصووان البعد (𝐝) ز ز ز وفيحتي والعكس صووحيح اي ان ( ∝ 𝐂 بي الصو وفيحتي الصو 𝐝 )] 07739000619 12 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي س :متسعة مشحونة ثم فصلت عن المصدر الشاحن ما الذي يحصل لقراءة الفولتميت المربوط اىل بي صفيحتيها نصف ما كان عليها ؟ طرفيها لو اصبح البعد ز 𝟏 ج) تقل قراءة الفولتميت اىل النصو و ووف بس و و و ب مضو و وواعفة سو و ووعة المتسو و ووعة ( ∝ 𝐂 ) وان فرق الجهد 𝐝 يتناسب عكسيا م السعة بثبوت الشحنة. س :صو و ووفيحتان متوازيتان معزولتان ,البعد بينهما ثابت والهواء عازل بينهما ,شو و ووحنت الصو و ووفيحتان بواس و و و و ووطة بطارية ثم فص و و و و وولت عنها .اذا طلب منك ان تزيد المقدار األعظم الممكن لفرق الجهد ز بي الصفيحتي ,كيف يمكنك تحقيق ذلك عمليا ؟ وضح ذلك. ز للصفيحتي فتقل سعة المتسعة وبتاىل يزداد فرق ز ج) يتم ذلك بتقليل المساحة السطحية المتقابلة ز وفيحتي بثبوت الش و و و ووحنة ( تبق الش و و و ووحنة ثابته اذا فص و و و وولت المتس و و و ووعة عن الجهد الكهربائ ز بي الص و و و و المصدر). س :ما ه االساليب الت تتبعها المصان ل رض زيادة المتسعة ؟ ج) االساليب ه التحكم زف العوامل المؤثرة زف سعة المتسعة. ز اللوحي ؟ بي لوح المتسعة ص تا جدا مقارنه بأبعادس :لماذا تكون المسافة الفاصلة ز لك تكون سعة المتسعة كبته ولك يكون المجال الكهربائ منتظم. جدول يوض و و ووح ماذا يحص و و وول ل و و و و و و و و و و ( الس و و ووعة ,والش و و ووحنة ,وفرق الجهد ,والمجال الكهربائ ,والطاقة ز ز المختنة ,وانحدار الجهد ) عندما تكون المتسو و و ووعة متصو و و وولة بالمصو و و وودر او مفصو و و ووولة عن المصو و و وودر ف ا اولًً:زيادةًاملساحةًاملتقابلةًللصفيحتني ً العوامل االتية : المتسعة منفصلة عن المصدر المتسعة متصلة بمصدر تزداد الن 𝐀 𝛂 𝐂 تزداد الن 𝐀 𝛂 𝐂 السعة تبق ثابتة الن المتس و و ووعة منفص و و وولة عن تزداد الن الس و و و و و وع ووة تزداد بثبوت فرق الشحنة المصدر الجهد يقل الن السعة تزداد بثبوت الشحنة يبق ثابت ألنها متصلة بالمصدر فرق الجهد يقل بس و ب نقص ووان فرق الجهد بثبوت المجال الكهربائ ث وواب ووت بثبوت فرق الجه وود والبع وود ز بي ز الصفيحتي البعد ز بي ز الصفيحتي تقل بس و ب نقص ووان فرق الجهد بثبوت ز المختنة تزداد بس و و و و و و ب زيادة الشو و و و و ووحنة بثبوت الطاقة الشحنة فرق الجهد يقل بس و ب نقص ووان فرق الجهد بثبوت ث وواب ووت بثبوت فرق الجه وود والبع وود ز بي انحدار الجهد ز الصفيحتي بيالبعد ز الصفيحتيز 07739000619 13 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي ثانياًً:نقصانًالبعدًبنيًصفيحتيًاملتسعة المتسعة منفصلة عن المصدر المتسعة متصلة بمصدر 𝟏 𝟏 السعة تزداد الن 𝛂 𝐂 تزداد الن 𝛂 𝐂 𝐝 𝐝 تبق ثوابتووة الن المتس و و و و و وعووة منفص و و و و و ولووة عن تزداد الن السعة تزداد بثبوت فرق الشحنة المصدر الجهد يقل الن السعة تزداد بثبوت الشحنة فرق الجهد يبق ثابت ألنها متصلة بالمصدر يبق ث وواب ووت الن فرق الجه وود يق وول والبع وود ز الصفيحتي يزداد لنقصان البعد ز بي المجال 𝐕∆ بثبوت فرق الجهد الكهربائ =𝐄 يقل الن 𝐝 تزداد بس ب زيادة الشحنة بثبوت فرق تقل بسو و و و و و ب نقص و و و و ووان فرق الجهد بثبوت الطاقة الشحنة الجهد ز المختنة يبق ث وواب ووت الن فرق الجه وود يق وول والبع وود ز الصفيحتي بيانحدار الجهد يزداد لنقصان البعد ز 𝐕∆ بثبوت فرق الجهد =𝐄 يقل الن 𝐝 ثالثاًً:ادخلًمادةًعازلةًبنيًصفيحتيًاملتسعة المتسعة منفصلة عن المصدر المتسعة متصلة بمصدر ت تزداد الن 𝐂𝐊 = 𝐊𝐂 تزداد الن 𝐂𝐊 = 𝐊𝐂 السعة تبق ثابتة الن المتس و و ووعة منفص و و وولة عن تزداد الن الس و و و و و وع ووة تزداد بثبوت فرق الشحنة المصدر الجهد يقل الن السعة تزداد بثبوت الشحنة يبق ثابت ألنها متصلة بالمصدر فرق الجهد يقل بس و ب نقص ووان فرق الجهد بثبوت المجال الكهربائ ث وواب ووت بثبوت فرق الجه وود والبع وود ز بي ز الصفيحتي البعد ز بي ز الصفيحتي تقل بس و ب نقص ووان فرق الجهد بثبوت ز المختنة تزداد بس و و و و و و ب زيادة الشو و و و و ووحنة بثبوت الطاقة الشحنة فرق الجهد يقل بس و ب نقص ووان فرق الجهد بثبوت ث وواب ووت بثبوت فرق الجه وود والبع وود ز بي انحدار الجهد ز الصفيحتي بيالبعد ز ز الصفيحتي 07739000619 14 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي 07739000619 15 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي معي ما تأثت ادخال ماده عازله ز بي لوحيها عل ما ز س :لديك متسعه متصلة بمصدر لفرق جهد يأئ : -4شدة المجال -3الشحنة -2السعه 1و فرق الجهد ج) ثابت ألنها متصلة بالمصدر تزداد الن 𝐂𝐊 = 𝐊𝐂 𝐕∆ 𝐂 = 𝐐 تزداد الن (وانحدار الجهد هنا ثابت) ثابت الن شدة المجال = انحدار الجهد س :اذا شحنت ثم فصلت عن المصدر فما تأثت ادخال ماده عازله لوحيها عىل ما يأئ : -4شدة المجال -3الشحنة -2السعه -1فرق الجهد ج) 𝐐 = 𝐂 يقل الن 𝐕∆ تزداد الن 𝐂𝐊 = 𝐊𝐂 ثابته الن المتسعة منفصله عن المصدر يقل الن فرق الجهد يقل. ز س :متسعه مشحونة وغت متصلة بالمصدر استبدل الهواء ز بي لوحيها بعازل اخر فما تأثت ذلك ف كل مما يأئ : -2السعة -3الشحنة -4شدة المجال -1فرق الجهد ج) 𝐐 = 𝐂 يقل الن 𝐕∆ تزداد الن 𝐂𝐊 = 𝐊𝐂 ثابتة الن المتسعة غت متصلة بالمصدر. يقل الن فرق الجهد يقل. س :متس ووعه متص وولة بمص وودر ثم زادت المس وواحة المش ووتكة المتقابلة لص ووفيحتيها ما تأثت ذلك عىل كل مما يائ : بي ز المختنة ز -2السووعه -3الشووحنة -4شوودة المجال -5الطاقة -1فرق الجهد صفيحتيها ج) فرق الجهد ثابت ألنها متصلة السعه تزداد الن 𝐀𝛂𝐂 الشحنة تزداد الن السعه زادت شدة المجال ثابت الن فرق الجهد ثابت الطاقة تزداد الن الشحنة زادت وفرق الجهد يقل. 07739000619 16 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي س :متس ووعه مش ووحونة ومفص ووولة عن المص وودر زادت المس وواحة المش ووتكة المتقابلة لص ووفيحتيها ما تأثت ذلك عىل كل مما يأئ : بي ز المختنة ز - 1فرق الجهد -2السعه -3الشحنة -4شدة المجال -5الطاقة صفيحتيها. ج) 𝐐 = 𝐂 فرق الجهد يقل ألنها غت متصلة بالمصدر 𝐕∆ السعه تزداد الن 𝐀 ∝ 𝐂 الشحنة ثابته لعدم اتصالها بالمصدر 𝐕∆ = 𝐄 والن )𝐝( ثابت و )𝐕∆( يقل شدة المجال يقل الن 𝐝 الطاقة تقل الن الشحنة ثابته وفرق الجهد يقل. بي لوحيها ثابت عزله اكت من ثابت عزلس :متسعه مشحونة ومفصولة عن المصدر وض عازل ز الهواء ما تأثت عىل كل مما يأئ -1:فرق الجهد -2السعه -3الشحنة -4شدة المجال -5 ي صفيحتيها ز المختنة ب ز الطاقة ج) 𝐐 =C فرق لجهد يقل ألنها غت متصلة بالمصدر 𝐕∆ السعة تزداد الن 𝐂𝐊 = 𝐊𝐂 الشحنة ثابته 𝐕∆ 𝐂 = 𝐐 𝐕∆ = 𝐄 والن ) (dثابت و )𝐕∆( يقل المجال الكهربائ يقل الن 𝐝 ز المختنة تقل الن فرق الجهد يقل )𝐕∆( والشحنة ثابته (𝐐(. الطاقة 07739000619 17 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي ربط المتسعات : هناك طريقتان لربط المتسعات وه : ً أوال :طريقة الربط عىل التوازي. ً ثانيا :طريقة الربط عىل التواىل. ً أوال :طريقة الربط عىل التوازي س :ما ال رض من ربط المتسعات عىل التوازي ؟ ولماذا ؟ ج) للحص و ووول عىل س و ووعة مكافئة كبتة المقدار يمكن بواس و ووطتها تخزين ش و ووحنة كهربائية وبفرق جهد واط حيث ال يمكن الحصول عىل ذلك باستعمال متسعة واحدة. س :لماذا توصل المتسعات عىل التوازي ؟ ج) للحصول عىل شحنه كبته وسعه كبته وفرق جهد ثابت ز س :ما تأثت ربط المتسعات عىل السعه المكافئة الصلية ف حالة ربط المتسعات عىل التوازي ؟ ج) عىل التوازي تزداد السعه المكافئة الن 𝟐𝐂 𝐂𝐞𝐪 = 𝐂𝟏 + س :ما تفست زيادة السعة المكافئة المربوطة عىل التوازي ؟ ج) وذلك لزيادة المس و و وواحة الس و و ووطحية المتقابلة لص و و ووفيحت المتس و و ووعة المكافئة لربط التوازي بثبوت الصفيحتي ون ع العازل. ز البعد ز بي ز س :لديك متس و و ووعتان مختلفتان ف الس و و ووعة وفرق الجهد والش و و ووحنة ربطتا عىل التوازي.ماذا يحص و و وول لفرق الجهد؟ وكيف تتوزع الشحنة؟ للمتسعتي يتساوى ألنها مربوطة عىل التوازي وبما أن شحنة المتسعة تتناسب طرديا ز ج) فرق الجهد م السعة فالمتسعة ذات السعة األكت ستكون شحنتها أكت. 07739000619 18 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي قوانين ربط المتسعات على التوازي ز السعة المكافئة تساوي مجم ع سعات المتسعات وتكون أكت من أكت سعة ف المجموعة أي أن :و 𝐜𝐞𝐪 = 𝐜𝟏 + 𝐜𝟐 + 𝐜𝟑 +................. الشحنة الصلية تساوي مجم ع الشحنات عىل كل متسعة أي أنه :و 𝐐𝐞𝐪 = 𝐐𝟏 + 𝐐𝟐 + 𝐐𝟑................. فرق الجهد متساوي عىل جمي المتسعات ويساوي فرق جهد المصدر أي أنه :و 𝟑𝐯∆ = 𝟐𝐯∆ = 𝟏𝐯∆ = 𝐥𝐚𝐭𝐨𝐭𝐕∆ مالحظات تخص الربط التوازي: 07739000619 19 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي عند حل المسائل المتعلقة بربط التوازي نطبق قانون المتسعة العام وهو : 𝐐 = 𝐂 𝐕∆ ز السعة المكافئة تكون أكت من أكت أي سعة ألي متسعة ف المجموعة عىل فرض ثبوت البعد ون ع العازل. إذا كانت المتسعات متساوية السعة (𝐂) فأن -: 𝐂𝐧 = 𝐪𝐞𝐂 عند ربط المتسعات عىل التوازي فان السعة المكافئة قبل وبعد العازل تحسب : 𝐐 𝐓𝐐 = 𝐪𝐞𝐂 قبل العازل : = 𝐤𝐪𝐞𝐂 بعد العازل : 𝐕∆ 𝐓𝐕∆ س :أشووتق العالقة يمكن من خاللها حسوواب السووعة المكافئة ( 𝐪𝐞𝐂) لمجموعة المتسووعات المربوطة عىل التوازي؟ ج) فرق الجهد 𝐐T = 𝐐1 + 𝐐2 لكن: 𝐕∆ 𝐂 = 𝐐 ∴ 𝐐T = 𝐂1 ∆𝐕1 + 𝐂2 ∆𝐕2 بما ان الربط عىل التوازي -: 𝟐𝐯∆ = 𝟏𝐯∆ = 𝐥𝐚𝐭𝐨𝐭𝐕∆ 𝐕∆ 𝟐𝐂 ∴ 𝐂𝐞𝐪 ∆𝐯 = 𝐂𝟏 ∆𝐕 + 𝐕∆ ) 𝟐𝐂 𝐂𝐞𝐪 ∆𝐯 = (𝐂𝟏 + 𝟐𝐂 𝐂𝐞𝐪 = 𝐂𝟏 + 07739000619 20 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي ز ز المختنة ف المجال الكهربائ للمتسعة الطاقة ز ز المختنة ف المجال الكهربائ للمتسعة ؟ س :كيف يمكن حساب الطاقة ز ز ز ج) من خالل رس و و و و و ووم مخطط بيائ يمثل العالقة ز المختنة (𝐐) ف اي من ص و و و و و ووفيحت بي الش و و و و و ووحنة المتس ووعة وفرق الجهد الكهربائ (𝐕∆) بينهما .وذلك عن طريق حس وواب مس وواحة المثلث كما موض ووح زف الشكل االئ : 1 القاعدة × االرتفاع مساحة المثلث = 2 حيث ان : القاعدة تمثل (𝐕∆) واالرتفاع يمثل مقدار الشحنة (𝐐) . المختنة زف المجال الكهربائ للمتسعة كاالئ : ز لذلك يمكن حساب الطاقة 𝟏 = 𝐜𝐢𝐫𝐭𝐜𝐞𝐥𝐞𝐄𝐏 𝐐 ∆𝐕. 𝟐 المختنة زف المجال الكهربائ للمتسعة من العالقة االتية : ز يمكن حساب الطاقة 𝐭 × 𝐏 = 𝐜𝐢𝐫𝐭𝐜𝐞𝐥𝐞𝐄𝐏 ز ز المختنة ف المجال الكهربائ للمتسعة ؟ س :عىل ماذا يعمد مقدار الطاقة ج) بي صفيحت كل متسعة. ز الشحنة المختنة ز سعة المتسعة . بي صفيحت المتسعة . فرق الجهد ز مالحظات تخص الطاقة : 07739000619 21 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي السادس العلمي ز ز ً المختنة ف المجال الكهربائ للمتسعة -اذا كان فرق الجهد المطبق عىل المتسعة كبتا فان الطاقة ً يكون كبتا أي انها تتناسب طردي . المختنة زف المجال الكهربائ ز بي صووفيحتيها ز بي صووفيحت متسووعة فان الطاقة -عند ادخال عازل ز اما ان تزداد بسو و و ب زياد الش و ووحنة وثبوت فرق الجهد أو تقل بسو و و ب نقص و ووان فرق الجهد وثبوت الشحنة . ------------------------------------ ------------------------------------------- مثال : 3ارب و متسعات سعاتها حسب التتيب)𝑭𝝁 (4𝝁𝑭 ,8 𝝁𝑭, 12 𝝁𝑭, 6مربوطة م بعضها بي قطبيها ).)12Vاحسب مقدار:بي قطت بطارية فرق الجهد ز عىل التوازي ,ربطت المجموعة ز .1السعة المكافئة للمجموعة. المختنة زف اي من صفيحت كل متسعة. ز .2الشحنة ز ز .3الشحنة الصلية المختنة ف المجموعة. الحل: 𝐹𝜇 1- 𝐶𝑒𝑞 = 𝐶1 + 𝐶2 + 𝐶3 + 𝐶4= 4 + 8 + 12 + 6 = 30 - 2توازي الربط ∵ 𝑉∴ Δ𝑉𝑡 = Δ𝑉1 = Δ𝑉2 = Δ𝑉3 = Δ𝑉4 = 12 𝐶𝑄1 = 𝐶1. Δ𝑉1 = 4 × 12 = 48 μ 𝐶𝑄2 = 𝐶2. Δ𝑉2 = 8 × 12 = 96 μ 𝐶𝑄3 = 𝐶3. Δ𝑉3 = 12 × 12 = 144 μ 𝐶𝑄4 = 𝐶4. Δ𝑉4 = 6 × 12 = 72 μ 3- 𝑄𝑡 = 𝐶𝑒𝑞. Δ𝑉𝑡 = 30 × 12 = 360 μ ------------------------------------------------------------------------------- ز ز المختنة ف المجال الكهربائ لمتسعة سعتها )𝑭𝝁 (2اذا شحنت لفرق مثال : 6ما مقدار الطاقة جهد كهربائ( (5000Vوما مقدار القدرة الت نحصل عليها عند تفري ها بزمن(𝒔𝝁 )10؟ الحل: 𝟏 𝟏 𝟐)𝟎𝟎𝟎𝟓( 𝟔𝑃. 𝐸 = 𝑪. ∆𝑽𝟐 = × 𝟐 × 𝟏𝟎− 𝟐 𝟐 𝟐) 𝟑𝑃. 𝐸 =𝟏𝟎 (𝟓 × 𝟏𝟎+ 𝟔− 𝟔𝑃. 𝐸 =𝟏𝟎−𝟔 × 25 × 𝟏𝟎+ 𝐽 𝑃. 𝐸 = 25 𝑬𝑷. 𝟓𝟐 𝟓𝟐 =P = = 𝟔− 𝒕 𝟎𝟏×𝟎𝟏 𝟓𝟏𝟎− 𝟓+ 𝟎𝟏 × 𝑃 = 25 𝑡𝑡𝑎𝑤 07739000619 22 الـــفــــيـــــزيــــــــــــــــــاء أ.صالح العبيدي