الوحدة الثالثة





طاليـس: عالم وفيلسوف يوناني 600 ق م
لاحظ أنه عند دلك قطعة من الكهرمان بالحرير فإنها تجذب القطع الصغيرة من الورق والريش.
وليـم جلبـرت: القـرن السابـع عشـر ميلاديًـا
استنتج بشكل عملي أن:
بعض الأجسام تكتسب القدرة على جذب الأجسام الصغيرة عند دلكها بجسم آخر (ظاهرة التكهرب)

الشحنة الكهربية: هي الشحنات المتكونة على سطح الجسم المدلوك.




بالدلـك باللمس بالتأثير













التكهـرب بالدلـك

كيفية شحن جسم عن طريق التكهرب بالتدلك:
1- خذ ساقًا زجاجية ودلكها بقطعة من الحرير الجافة ثم ضعها بالقرب من قطع صغيرة من الورق. تنجذب القطع الورقية الصغيرة للساق الزجاجية (الجسم المدلوك).

2- ضع قطعة الحرير المستخدمة في دلك الساق بالقرب من قطع الورق الصغيرة.تنجذب القطع الورقية الصغيرة لقطعة الحرير الجافة (الدالك).

3- خذ ساقًا من الأبونيت (شكل من أشكال المطاط الغني بالكربون) ودلكها بقطعة من الصوف ثم ضعها بالقرب من قطع الورق الصغيرة . تنجذب القطع الورقية إلى الساق الأبونيت.

4- ضع قطعة الصوف المستخدمة في الدلك بالقرب من القطع الورقية . تنجذب القطع الورقية إلى قطعة الصوف.

الملاحظـة:
تنجذب القطع الورقية الصغيرة لكل من الجسم المدلوك و الجسم الدالك.

الاستنتاج:
1- دلك ساق يؤدي إلي تراكم الشحنات الكهربية على الساق
2- القطع الحريرية أو الصوفية المستخدمة للدلك تكتسب شحنات كهربية هي الأخرى.



عند دلك مادتين ببعضها فإن بعض الإلكترونات تنتقل من أحدهما إلى الأخرى:
1- المادة التي تنتقل منها الإلكترونات (تفقد) تصبح مشحونة بشحنة موجبة.
2- المادة التي تنتقل إليها الإلكترونات (تكتسب) تصبح مشحونة بشحن سالبة.

عند دلك ساق من الزجاج بقطعة من الحرير الجاف:
تنتقل بعض الإلكترونات من الزجاج إلى قطعة الحرير وبذلك تصبح ساق الزجاج مشحونة بشحنة موجبة وقطعة الحرير مشحونة بشحنة سالبة مساوية لها في المقدار.
عند دلك ساق من الأبونيت بقطعة من الصوف:
تنتقل بعض الإلكترونات من قطعة الصوف إلى ساق الأبونيت وبذلك تصبح ساق الأبونيت مشحونة بشحنة سالبة وقطعة الصوف مشحونة بشحنة موجبة مساوية لها في المقدار.





التعرف على نوع الشحنة الكهربية التي تتكون على ساق بالدلك:
1- خذ ساقين من الزجاج ودلكهم بواسطة قطع من الحرير الجاف ثم علق أحدهما بخيط الحرير الجاف ثم قرب الساق الأخرى للساق المعلقة. يتنافر ساقي الزجاج المدلوكتين بالحرير حيث أنهما تحملان نفس نوع الشحنة.

2- خذ ساقين من الأبونيت ودلكهم بواسطة قطعتين من الصوف ثم علق أحدهما بخيط الحرير الجاف ثم قرب الساق الأخرى للساق المعلقة. تتنافر ساقي الأبونيت المدلوكتين بالصوف حيث أنهما تحملان نفس نوع الشحنة.

3- ضع ساق الأبونيت المدلوكة بالصوف بالقرب من ساق زجاجية معلقة مدلوكة بالحرير. تنجذب الساق الزجاجية المدلوكة بقطعة من الحرير إلى ساق الأبونيت المدلوكة بالصوف حيث أنهما تحملان شحنتين مختلفتين.

الملاحظـة:
يتنافر ساقي الزجاج المدلوكتين بالحرير، كما تتنافر ساقي الأبونيت المدلوكتين بالصوف، و لكن تنجذب الساق الزجاجية المدلوكة بقطعة من الحرير إلى ساق الأبونيت المدلوكة بالصوف.

الاستنتاج:
عند دلك الساقين الزجاجيتين بالحرير تكتسبان نفس الشحنة فتتنافران. بالمثل يحدث ذلك مع الساقين الأبونيت. أما عند اكتسابهما شحنات مختلفة فإنهما تتنافران.

الشحنات المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب.





الشحنات المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب.






1- موجبـة: الشحنة التي تظهر على ساق زجاجية عند دلكها بقطعة من الحرير.
2- سالبـة: الشحنة التي تظهر على ساق زجاجية عند دلكها بقطعة من الصوف.




الشحنات الكهربية المتشابهة تتنافر.
الشحنات الكهربية المختلفة تتجاذب.
حدوث التنافر والتجاذب يدل على وجود قوى متبادلة بين الشحنات الكهربية تسمى "القوى الكهربية" (ق)

القـوى الكهربيـة :-
هي قوى الجذب والتنافر الطبيعية بين الشحنات الكهربية.


قوى التجاذب أو التنافر بين شحنتين (ق) تتناسب تناسبًا طرديًا مع كل من الشحنتين ش1 ، ش 2

قوى التجاذب أو التنافر بين شحنتين (ق) تتناسب تناسبًا عكسيًا مع مربع المسافة (ف) بين هاتين الشحنتين (ش1 ، ش 2)

قانـون التربيـع العكسي في الكهربيـة:





قانون كولوم للجذب والتنافر بين الشحنات الكهربية


حيـث تقـاس :
الوحدة القياس
القوة(ق) النيوتن
الشحنة الكهربية(ش ) الكولوم
المسافة(ف) المتر
ثابت كولوم(ث) نيوتن متر2/كولوم2


المواد الموصلـة والعازلـة




نشاط
1- امسك ساق من النحاس باليد ثم دلكها بقطعة من الصوف ثم قربها إلى قطع صغيرة من الورق. نلاحظ أن قطع الورق لا تنجذب إلى الساق الممسوكة مباشرة باليد. ذلك لأنه لم يبق أي مقدار من الشحنة على ساق النحاس وذلك لأنها غير معزولة فتسربت شحنتها إلى الأرض عن طريق جسمك لأن الجسم موصل جيد للكهرباء.

2- استخدم ساق من النحاس لها مقبض من الخشب أو الزجاج ثم امسكها من المقبض ثم دلكها بقطعة من الصوف، وقربها إلى قطع صغيرة من الورق. نلاحظ أن قطع الورق تنجذب إلى الساق ذات المقبض العازل. ذلك لأنه يتولد على الساق النحاسية شحنة كهربية وحيث أن ساق النحاس معزولة عن اليد عن طريق المقبض الخشب فتحتفظ الساق بشحنتها فتجذب قطع الورق إليها.

3- المس طرف ساق النحاس ذات المقبض والتي سبق دلكها بالصوف بأصابعك ثم قرب هذا الطرف من قطع صغيرة من الورق. نلاحظ أن قطع الورق لا تنجذب بعد لمس الطرف الآخر للساق ذات المقبض العازل. ذلك لأن الساق النحاسية فقدت شحنتها بعد لمسها باليد فتسربت الشحنة عن طريق اليد إلى الأرض.
الملاحظـة:
1- لا تنجذب قطع الورق إلى الساق الممسوكة مباشرة باليد.

2- تنجذب قطع الورق إلى الساق ذات المقبض العازل.
لا تنجذب قطع الورق بعد لمس الطرف الآخر للساق ذات المقبض العازل.

الاستنتاج:
1- النحاس من المواد الموصلة للكهربية وكذلك جسم الإنسان.

2- الخشب والزجاج من المواد العازلة للكهربية.



هي المواد التي تسمح للشحنات الكهربية بالسريان خلالها حيث أنها تحتوي على إلكترونات حرة.
أمثلـة لهـا:
الفلزات كالنحاس وجسم الإنسان وبعض محاليل الأملاح والأرض وأجسام الحيوانات والأرض.



هي المواد التي لا تسمح للشحنات الكهربية بالسريان خلالها حيث أنها لا تحتوي على إلكترونات حرة .
أمثلـة لهـا:
الخشب والزجاج والمطاط والأبونيت والبورسلين والهواء الجاف والزيت والحرير والبلاستيك.



خطوات شحن أو تكهرب جسم كروي الشكل بشحنة كهربية موجبة:
1- ضع جسم مشحون بشحنة كهربية سالبة بالقرب من جسم كروي معدني معزول عن الأرض.

2- تتكون على سطح الكرة المواجه للساق شحنات كهربية موجبة تقابلها شحنات كهربية سالبة على سطح الكرة في الجهة البعيدة عن الساق.
3- وصل نصف الكرة البعيد عن الجسم المشحون بالأرض (لتفرغ شحنته).

4- تنتقل الشحنة الكهربية السالبة من سطح الكرة المعدنية البعيد عن الساق إلى الأرض.

5- افصل هذه الوصلة من الأرض مع إبقاء الجسم المشحون بالقرب من الكرة.

6- تظل الشحنة الموجبة مركزة على سطح الكرة المواجه للساق.

7- خذ الجسم المشحون بعيد عن الكرة نلاحظ أن الشحنة الموجبة تتوزع بانتظام على سطح الكرة فنكون قد قمنا بشحن هذه الكرة المعدنية بشحنة موجبة.





1- المس جسم غير مشحون بحسم آخر مشحون بشحنة سالبة.

2- أحضر ساق من الأبونيت و دلكها بالصوف (تصبح سالبة الشحنة)وعلقها بخيط من الحرير.

3- ضع كلاً من الجسمين بالقرب من ساق الأبونيت.

4- تتنافر ساق الأبونيت مع كلا الجسمين وذلك لانتقال جزء من شحنة الجسم المشحون إلى الجسم الآخر الغير مشحون.

الملاحظـة:
عند تقريب ساق الأبونيت السالبة الشحنة من كل من الجسمين على حدة تتنافر الساق معهما.

الاستنتاج:
انتقل جزء من شحنة الجسم المشحون إلى الجسم الآخر الغير مشحون عند تلامسهما.




مقارنة بين طرق الشحن المختلفة:

وجه المقارنة شحن عن طريق الدلك شحن عن طريق التأثير شحن عن طريق اللمس
نوع الشحنة تحصل على نوعى الشحنة الموجبة والسالبة. تحصل على شحنة مخالفة للشحنة المؤثرة. تحصل على نفس نوع شحنة الجسم الملامس.
مقدار الشحنة الشحنتان متساويتان مقدارا. الشحنة المتولدة مساوية لشحنة الجسم المؤثر مقدارا. يتوقف مقدارها على حجم الجسم الملامس مع الجسم المتلامس.

طرق الحصول عليها دلك ساق زجاجية بداكة من الحرير الجاف للحصول على شحنة موجبة على الزجاج و سالبة على الحرير أو دلك ساق إبونيت بدالكة من الصوف للحصول على شحنة سالبة على الأبونيت و موجبة على الصوف. عن طريق تقريب ساق مشحونة إلى موصل معزول غير مشحون. عن طريق تلامس ساق مشحونة بشحنة معينة مع ساق أخرى معزولة وغير مشحونة.





أكمل العبارات الآتية بكلمة مناسبة :

1- البلاستيك من المواد......... للكهرباء أما النحاس فمن المواد .......... للكهرباء

2- تتناسب قوى الجذب أو التنافر تناسبا............ مع قيمة الشحنات الكهربية وتناسب................. مع المسافة بين الشحنتين

3- وحدة قياس القوى الكهربية هي ................. ووحدة قياس كمية الشحنات الكهربية هي................


4- في التكهرب بالدلك تكون كمية الشحنات على الجسم الدالك ......... لكمية الشحنات على الجسم المدلوك ولكن تكون........... في النوع

5- .................هي تراكم الشحنات الكهربية على سطح الأجسام العازلة
تخير الإجابة الصحيحة :

1- كل ما يلي موصلات جيدة للكهرباء ماعدا .......
( جسم الإنسان- محاليل الأملاح - النحاس الخشب )

2- كل ما يلي مواد عازلة للكهرباء ماعدا..................
( البلاستيك - الخشب - جسم الإنسان - المطاط )

3- كل ما يلي مواد عازلة للكهرباء ماعدا...........
( جسم الإنسان – الخشب – المطاط)

4- تبعا لقانون كولوم للجذب والتنافر فإن ثابت كولوم يساوى ..........
1- (ش1*ش2)/(ق2*ف2)
2- (ق*ف2)/(ش1*ش2)
3- (ق*ش1*ش2/ف2)
4- (ف2*ش1*ش2/ق)