مراجعة مركزة لأهم دروس وحدة الكهرباء الساكنة في مقرر فيز 311: الشحنات، قانون كولوم، المجال والجهد الكهربائي، التأريض، المكثف، وغيرها، بأسلوب مبسط يساعدك على الفهم والاستعداد للاختبار.
📌 تعريف الكهرباء الساكنة
هي نوع من الكهرباء تحدث نتيجة انتقال الشحنات بين الأجسام، غالبًا بسبب الاحتكاك. الشحنات قد تكون سالبة أو موجبة، والتفاعل بينها يكون بالتجاذب أو التنافر.
أنواع الشحنات:
- شحنات متشابهة → تتنافر
- شحنات مختلفة → تتجاذب
- وحدة الشحنة: الكولوم C
⚡ قانون كولوم
يحدد القوة الكهربائية المتبادلة بين شحنتين:
F = k × (q₁ × q₂) / r²
- F: القوة (نيوتن)
- q₁، q₂: الشحنتان بالكولوم
- r: المسافة بينهما (متر)
- k: ثابت كولوم =
9×10⁹
🌐 المجال الكهربائي
هو المنطقة المحيطة بالشحنة حيث تؤثر بقوة في شحنة أخرى. يمثل بخطوط تبدأ من الشحنة الموجبة وتتجه نحو السالبة.
شدة المجال الكهربائي:
E = F/q أو E = k × q / r²
الوحدة: نيوتن لكل كولوم (N/C)
🔋 الجهد الكهربائي
يُقصد به الشغل المبذول لنقل شحنة في المجال الكهربائي:
V = W/q — وحدة القياس: فولت (V)
🧲 التأريض وتطبيقاته
- يستخدم لتفريغ الشحنات الزائدة في الأرض بأمان.
- أمثلة: صهاريج البترول، أجهزة الحاسوب.
- الشحنات تنتقل من الجهد الأعلى إلى الأقل حتى يتساوى الجهد.
📊 المكثف الكهربائي
جهاز يخزن الشحنات الكهربائية، مكون من لوحين بينهما مادة عازلة. السعة الكهربائية تقاس بوحدة الفاراد:
C = q / V حيث C: السعة، q: الشحنة، V: الجهد
العوامل المؤثرة في السعة:
- مساحة اللوحين (طردية)
- المسافة بين اللوحين (عكسية)
- نوع المادة العازلة (طردية)
💡 تطبيقات وتدريبات
تمتاز مذكرة الأستاذ يوسف النحراوي بأنها تشمل مسائل محلولة مثل:
- احسب القوة بين شحنتين تبعدان 0.3 م وشحنتاهما
2×10⁻⁴ Cو8×10⁻⁶ C. - ما مقدار المجال عند نقطة تبعد 1.5 م عن شحنة
6×10⁻⁶ C؟ - علل: شعر الرأس يتنافر عند لمس مولد فان دي غراف؟
🧪 مولد فان دي غراف
جهاز يُستخدم لتوليد الكهرباء الساكنة. تنتقل الشحنات من الحزام إلى القبة، وعند لمسها تنتقل الشحنات إلى الشخص وتتنافر شعيراته.
🧠 خلاصة
فهم الكهرباء الساكنة والمجال الكهربائي هو حجر الأساس لاستيعاب الفصول القادمة من الفيزياء. مذكرة أ. يوسف النحراوي تقدم المفاهيم بأمثلة بسيطة ورسومات توضيحية، تجعل الحفظ والفهم أسهل كثيرًا.
