‎⁨فيزياء عملي الكورس الثاني ⁩.pdf

By : Nabaa Dhiyaa Electrical Safety in the Operating Room ‫السالمة الكهربائية في غرفة العمليات‬ Principles of Electricity ‫مبادئ الكهرباء‬ Static Electricity ‫الكهرباء ساكنة‬ fl Static electricity discharges can produce sparks that give you a mild but un...

By : Nabaa Dhiyaa Electrical Safety in the Operating Room ‫السالمة الكهربائية في غرفة العمليات‬ Principles of Electricity ‫مبادئ الكهرباء‬ Static Electricity ‫الكهرباء ساكنة‬ fl Static electricity discharges can produce sparks that give you a mild but unpleasant shock, but more ominously have produced deadly operating room explosions in the days when explosive anesthetic agents such as cyclopropane or diethyl ether were in common use ،‫يمكن أن تنتج تفريغات الكهرباء الساكنة شرارات تعطيك صدمة خفيفة ولكن غير سارة‬ ‫ولكن األمر األكثر خطورة قد أدى إلى انفجارات مميتة في غرفة العمليات في األيام التي‬ ‫كانت فيها عوامل التخدير املتفجرة مثل السيكلوبروبان أو ثنائي إيثيل إيثر شائعة‬ ‫االستخدام‬ For this reason, in the past, many operating rooms utilized a number of special safety precautions to prevent explosions from static electricity (e.g., conductive ooring and footwear; conductive patient facemasks and patient breathing circuits containing embedded carbon granules; restrictions on operating room apparel, such as forbidding personnel from wearing nylon or Dacron garments, etc.) ‫ استخدمت العديد من غرف العمليات في املاضي عددًا من احتياطات‬،‫لهذا السبب‬ ،‫السالمة الخاصة ملنع االنفجارات الناجمة عن الكهرباء الساكنة )على سبيل املثال‬ ‫ وأقنعة وجه املريض املوصلة ودوائر تنفس املريض‬،‫األرضيات واألحذية املوصلة‬ ‫ والقيود املفروضة على مالبس غرفة‬،‫التي تحتوي على حبيبات الكربون املدمجة‬ (.‫ وما إلى ذلك‬،‫ مثل منع املوظفني من ارتداء مالبس النايلون أو الداكرون‬،‫العمليات‬ Conductors, Semi-conductors, and Insulators ‫املوصالت وأشباه املوصالت والعوازل‬ fl fl fi fl A conductor is any substance that permits the ow of electrons (or electric current). Copper, gold, and silver are examples of excellent conductors of electricity. Glass, plastic, rubber, and ceramics cannot conduct electricity, and are called (electrical) insulators. Note that some electrical insulators (e.g., diamonds) may still be good conductors of heat. ‫ يعد النحاس‬.(‫املوصل هو أي مادة تسمح بتدفق اإللكترونات )أو التيار الكهربائي‬ ‫ الزجاج والبالستيك واملطاط‬.‫والذهب والفضة أمثلة على املوصالت املمتازة للكهرباء‬ ‫ الحظ أن بعض‬.(‫ وتسمى بالعوازل )الكهربائية‬،‫والسيراميك ال يمكنها توصيل الكهرباء‬.‫العوازل الكهربائية )مثل املاس( قد تظل موصلة جيدة للحرارة‬ Semiconductors conduct electricity under some conditions but not others, making them useful for the control of electrical current. For example, semiconductor diodes conduct electricity in 1 direction only, having low (ideally zero) resistance to the ow of electrical current (electron ow) in 1 direction, and high (ideally in nite) resistance to the ow of electrons in the other. ‫ مما يجعلها مفيدة‬،‫تقوم أشباه املوصالت بتوصيل الكهرباء في بعض الظروف دون غيرها‬ ‫ تقوم الثنائيات شبه املوصلة بتوصيل‬،‫ على سبيل املثال‬.‫للتحكم في التيار الكهربائي‬ ‫ ولها مقاومة منخفضة )من الناحية املثالية صفر( لتدفق‬،‫الكهرباء في اتجاه واحد فقط‬ (‫ ومقاومة عالية )مثالية ال نهائية‬،‫التيار الكهربائي )تدفق اإللكترون( في اتجاه واحد‬ fl.‫لتدفق اإللكترونات في االتجاه اآلخر‬ Diodes are useful in converting alternating current to direct current (vide infra).In SI units, a coulomb is 1 ampere-second. That is, an electrical current of 1 ampere owing for 1 second represents1 coulomb of electrons. Expressed differently, 1 coulomb is the amount of electrical charge held by 6.24 × 1018 electrons..(‫الثنائيات مفيدة في تحويل التيار املتردد إلى تيار مباشر )فيديو باألشعة تحت الحمراء‬ ‫ أي أن تيا ًرا كهربائيًا‬.‫ثانية‬-‫ أمبير‬1 ‫ الكولوم هو‬،‫في وحدات النظام الدولي للوحدات‬ 1 ،‫ وبتعبير آخر‬.‫ كولوم من اإللكترونات‬1 ‫ أمبير يتدفق ملدة ثانية واحدة يمثل‬1 ‫مقداره‬.‫ إلكترونًا‬1018 × 6.24 ‫كولوم هو مقدار الشحنة الكهربائية التي يحملها‬ Direct and Alternating Currents ‫التيارات املباشرة واملتناوبة‬ If the electron ow or current ow is always in the same direction, it is referred to as direct current (DC) However, if the electron ow reverses direction at a regular interval, it is termed alternating current (AC) Alternating current usually takes on a sinusoidal form. ‫ فيشار إليه بالتيار املباشر‬،‫إذا كان تدفق اإللكترون أو تدفق التيار دائمً ا في نفس االتجاه‬ ‫ يطلق عليه التيار‬،‫ إذا عكس تدفق اإللكترون اتجاهه في فترة زمنية منتظمة‬،‫ ومع ذلك‬،(DC).‫ وعادة ما يأخذ التيار املتردد شكل جيبي‬،(AC) ‫املتردد‬ The alternating current from the wall that we use every day in North America completes 60 cycles per second (60 Hz); in Europe the frequency is 50 Hz. The voltage supplied is usually 120 volts (but often 220 volts in Europe). ‫ دورة في الثانية‬60 ‫التيار املتردد من الجدار الذي نستخدمه كل يوم في أمريكا الشمالية يكمل‬ ‫ فولت )ولكن غالبًا‬120 ‫ الجهد الكهربي املُزود عادةً هو‬.‫ هرتز‬50 ‫ هرتز(؛ في أوروبا التردد‬60).(‫ فولت في أوروبا‬220 fi fl Electrical Resistance ‫املقاومة الكهربائية‬ Some materials are not perfect conductors of electricity; that is, they display electrical resistance. In fact, one can think of a conductor as a material having very low (ideally zero) resistance while insulators can be thought of having very high (ideally in nite) resistance to the ow of electrons. The current that passes through an electrical resistor when a voltage difference is applied across it is given by Ohmʼs law. ‫ في‬.‫بعض املواد ليست موصلة للكهرباء بشكل مثالي؛ أي أنها تظهر مقاومة كهربائية‬ ‫ يمكن للمرء أن يفكر في املوصل باعتباره مادة ذات مقاومة منخفضة جدًا )من‬،‫الواقع‬ ‫الناحية املثالية صفر( بينما يمكن اعتبار العوازل ذات مقاومة عالية جدًا )من الناحية‬ ‫ التيار الذي يمر عبر املقاومة الكهربائية عندما يتم‬.‫املثالية ال نهائية( لتدفق اإللكترونات‬.‫تطبيق فرق الجهد عبرها يتم تحديده بواسطة قانون أوم‬ V= I *R Where: - V is the electromotive force (in volts) - I is current (in amperes)-R is resistance (in ohms).Note that Ohmʼs law (V = I × R) is analogous to the physiologic equation describing systemic blood pressure: (MAP- RAP) = CO* SVR - V (‫ هي القوة الدافعة الكهربائية )بالفولت‬- I (‫ هي التيار )باألمبير‬-R.(‫هي املقاومة )باألوم‬ fi ‫( الحظ أن قانون أوم‬V = I × R) ‫يشبه املعادلة الفسيولوجية التي تصف ضغط الدم النظامي‬ That is, the difference between the mean blood pressure and the right atrial pressure is equal to the cardiac output (CO) times the systemic vascular resistance (SVR), where SVR is in Woods units. Finally, to convert vascular resistance in Woods units to the more commonly used dyn s cm-5 units, multiply by 80: ‫وهذا يعني أن الفرق بني متوسط ضغط الدم والضغط األذيني األيمن يساوي النتاج القلبي‬.‫ بوحدات وودز‬SVR ‫ حيث تكون‬،(SVR) ‫( مضروبًا في املقاومة الوعائية الجهازية‬CO) ‫ األكثر‬5-‫ لتحويل مقاومة األوعية الدموية في وحدات وودز إلى وحدات داين سم‬،‫أخي ًرا‬ Electrical Energy ‫الطاقة الكهربائية‬ :80 ‫ اضرب في‬،‫استخدامًا‬ The watt-second (or joule, J) is commonly used to denote electrical energy expended in doing work. The energy produced by a cardiac de brillator is measured in watt-seconds (or joules), while the kilowatt- hour is frequently used to measure larger quantities of electrical energy. ‫( لإلشارة إلى الطاقة الكهربائية املستهلكة في أداء‬J ،‫ثانية )أو الجول‬-‫يُستخدم عادةً الواط‬ ‫ في حني‬،(‫ثانية )أو الجول‬-‫ يتم قياس الطاقة التي ينتجها جهاز إزالة رجفان القلب بالواط‬.‫العمل‬.‫ساعة بشكل متكرر لقياس كميات أكبر من الطاقة الكهربائية‬-‫يتم استخدام كيلوواط‬ As an example, electrical utility companies charge their customers on the basis of kilowatt-hours of electricity consumed. The formula to use here is: J = W × T where W is the power consumed in watts and T is the time in seconds over which the power is consumed. Note that a kilowatt hour (kWh) is equivalent to 3,600,000 watt-seconds or joules ‫ تقوم شركات املرافق الكهربائية بفرض رسوم على عمالئها‬،‫على سبيل املثال‬ J = W × T :‫ الصيغة املستخدمة هنا هي‬.‫ساعة من الكهرباء املستهلكة‬/‫على أساس كيلووات‬ ‫ هو الوقت بالثواني الذي يتم خالله استهالك‬T ‫ هي الطاقة املستهلكة بالواط و‬W ‫حيث‬ ‫ثانية أو جول‬-‫ وات‬3,600,000 ‫ الحظ أن كيلووات ساعة )كيلووات ساعة( تعادل‬.‫الطاقة‬  Capacitance ‫السعة‬ A capacitor consists of any 2 conductors (such as parallel plates) that are separated by an insulator. A capacitor stores charge (electrons). In a DC circuit the capacitor plates are charged by a voltage source (ie, a battery) and there is only a momentary current ow as the capacitor charges. ‫ يقوم املكثف بتخزين‬.‫يتكون املكثف من موصلني )مثل الصفائح املتوازية( يفصل بينهما عازل‬ ‫ يتم شحن لوحات املكثف بواسطة مصدر جهد‬،‫ في دائرة التيار املستمر‬.(‫الشحنة )اإللكترونات‬.‫ بطارية( وال يوجد سوى تدفق تيار لحظي أثناء شحن املكثف‬،‫)على سبيل املثال‬ No further current can then ow unless a resistance is connected between the 2 plates and the capacitor is subsequently discharged. In contrast to DC circuits, a capacitor in an AC circuit permits current ow, depending on the impedance presented by the capacitor at a given frequency of alternating current. Capacitors are a key component in the design of cardiac de brillators, where they fi serve as anenergy storage device according to the formula: fi E = 1/2 C V2.‫ال يمكن أن يتدفق أي تيار آخر إال إذا تم توصيل مقاومة بني اللوحني ثم يتم تفريغ املكثف الح ًقا‬ ،‫ يسمح املكثف املوجود في دائرة التيار املتردد بتدفق التيار‬،‫على النقيض من دارات التيار املستمر‬ ‫ تعتبر املكثفات عنصرا‬.‫اعتمادًا على املمانعة التي يقدمها املكثف عند تردد معني للتيار املتردد‬ :‫ حيث تعمل كجهاز تخزين الطاقة وفقا للصيغة‬،‫رئيسيا في تصميم أجهزة تنظيم ضربات القلب‬ Where E is the energy in joules (J), C is the capacitance in farads, and V is the voltage in volts. For example, if the capacitance of the capacitor is 1000 μF (microfarad) and the voltage applied to it is1000 V then the stored energy is 500 J based on the following calculation: E = ½CV== ½(1000×10-*)(10002)= 500J Note that the energy delivered during an initial monophasic de brillation is usually 200 J, with less energy typically used for biphasic de brillation. ،‫ على سبيل املثال‬.‫ هو الجهد الكهربائي بالفولت‬V‫ و‬،‫ هي السعة بالفاراد‬C‫ و‬،(J) ‫ هي الطاقة بالجول‬E ‫حيث‬ ‫ فإن الجهد املخزن‬،‫ فولت‬1000 ‫ ميكروفاراد )ميكروفاراد( والجهد املطبق عليه هو‬1000 ‫إذا كانت سعة املكثف‬ :‫ بنا ًء على الحساب التالي‬J 500 ‫الطاقة هي‬ ‫ مع‬،‫ جول‬200 ً‫الحظ أن الطاقة التي يتم توصيلها خالل عملية إزالة الرجفان األولية أحادية الطور تكون عادة‬.‫استخدام طاقة أقل عادةً إلزالة الرجفان ثنائي الطور‬