دانلود تحقیق فیزیک الکتریسیته

ماده

1 – الکترو استاتیک
تقسیمات الکتریسیته
2 - الکتروسنتیک

الکترو استاتیک یا الکترسیته ساکن :
اگر یک میله شیشه‌ای را با ابریشم مالش دهیم و آنرا از یک نخ دراز آویزان کنیم به این حقیقت دست می‌یابیم که دو نوع بار داریم. به همین ترتیب از مالش یک میله پلاستیکی خز به همین نتیجه خواهیم رسید. به این ترتیب که ایندو همدیگر را می‌ربایند ولی اگر یک میله شیشه‌ای مالش داده شده با ابریشم را به مورد اول نزدیک کنیم همدیگر را می‌رانند. بنابه قرارداد فوانکین نوع الکترسیته ظاهر شده بر روی شیشه را مثبت و نوع الکترسیته ظاهر شده بر روی پلاستیک را منفی نامید. پس بارهای همنام همدیگر را می‌رانند و بارهای غیر هم نام همدیگر را می‌ربایند. در اینجا می‌توانیم رسانا و نارسانا و نیمه رسانا را توجیه کنیم بدین صورت که اگر الکترونهای آزاد را که در فلزها بعنوان حاملهای بار هستند (بنا به پدیده هال) در رسانادر رساناها وجود دارند آزادانه به همه طرف حرکت می‌کنند و جریان را منتقل می‌کنند ولی در نارساناها الکترونهای آزاد وجود ندارند (نه بطور مطلق). نیمه رساناها حد بیان این دو حالت می‌باشد یعنی اینکه تحت شرایطی می‌توان در فلز الکترون آزاد بوجود آورد. نمودارهای زیر بیان کننده این واقعیت هستند.



واحد بار در دستگاه C.G.S فرانکین است و آن عبارت است از باری که بار برابر خود را در فاصله یک سانتی‌متر با نیرویی دفع یا جذب می‌کند.
تعریف کولن : واحد بار در دستگاه استاندارد SI کولن می‌باشد و آن عبارت است از مقدار باری که بار مساوی خود را در فاصله یک متر با نیروی یک نیوتن جذب یا دفع می‌کند.

شدت میدان الکتریکی :
نکته جهت می دان در بار مثبت و منفی را چنین رسم می‌کنیم :
خطوط میدان از بار مثبت خارج می‌شوند و خطوط نیرو بر بار منفی وارد می‌شوند.
مثال 1 – نیروی الکترواستاتیک دافعه بین دو ذره آنها را وقتی که به فاصله 10-13 متر از همدیگر قرار دارند محاسبه کنید بار هر ذره آنها 3.2 * 10-19 است. اگر جرم هر ذره 6.68*10-27 باشد نیروی مذکور را با نیروی جاذبه ثقلی بین ذرات مقایسه کنید.

دو قطبی :
تشکیل شده است از دوبار مساوی غیر همنام که بفاصله 2a از یکدیگر قرار گرفته‌اند .در اینجا هدف ما این است که نیروی وارد بر واحد بار در نقطه ای واقع بر عمود منصف خط واصل بین دو بار را محاسبه کنیم ، سپس در مورد شرایطی که فاصله x خیلی بزرگتر از a ‌ باشد مطابق شکل بحث خواهیم کرد .



جریان متناوب : اگر الکترونها همیشه نوسان کنند جریان را متناوب گوئیم . AC
جریان مستقیم : اگر الکترونها همیشه رو به یک طرف و مستقیم حرکت کنند جریان را مستقیم یا DC مینامنند .
شدت جریان : جریان الکتریسیته در یک سیم شبیه جریان آب در یک لوله میباشد . بهمان ترتیب که جریان آب برابر است با مقدار آبی که در واحد زمان میگذرد . شدت جریان برق نیز مقدار الکتریسیته‌ای است که در واحد زمان از سطح مقطع سیر عبور میکنند که با حرف I نشان میدهند و واحد آن … است که آمپر مینامیم .

توزیع با در رسانا :
برای اینکه نشان دهیم که شکل رسانا چگونه بر توزیع بار در روی سطح آن تاثیر دارد می‌توانیم از رسانا هایی با اشکال مختلف استفاده می‌کنیم . دو رسانای کروی و گلابی شکل را در نظر می گیریم . به کمک صفحه آزمون چگونگی توزیع بار را بر روی هر دوی این اشکال مشاهده خواهیم کرد .
اگر صفحه آزمون را با هر کدام از اشکال تماس بدهیم صفحه آزمون قسمتی از ان سطح می‌شود و مقداری از بار آنرا بخود می‌گیرد . اگر هم دور برده شود بار را با خود می‌برد مقدار باری که روی صفحه آزمون جمع می‌شود مقیاسی از باردر مساحت معینی از سطح رسانا ( مساحتی برابر با مساحت قرص صفحه آزمون ) که خود مقیاسی از چگالی سطحی بار روی سطح رسانا بدست می‌دهد.
چگالی سطحی بار به صورت مقدار بار در واحد سطح رسانا تعریف می‌شود.


نتیجه :
1 – هرجا خمیدگی تیزتری دارد چگالی سطحی بار بیشتری دارد.
2 – بار روی سطح یک رسانای کروی به طور یکنواخت توزیع می‌شود.
3 – در موردئ رسانای گلابی شکل چگالی سطحی بار در نوک تیز رسانای گلابی از همه جا بیشتر است.
4 – این نتیجه‌ها فقط در مورد سطوح رسانا درست است در نارساناها بار نمی‌تواند شارش بکند.
محاسبه میدان الکتریکی حاصل از یک بار نقطه‌ای : بار آزمون q1 از در نقطه A از بار q1 در نظر می‌گیریم. طبق قانون کولن نیروی F دارد بر این بار برابر است با :
در نتیجه میدان الکتریکی در نقطه A با رابطه زیر داده می‌شود.
اگر q1 مثبت باشد مثبت باشد E بطرف خارج این فاصله و اگر q1 منفی
باشد بطرف q1 است.
حال اگر در مثال بالا بار q2 را در A قرار دهیم نیروی وارد بر آن برابر است با : که اگر یکی q و دیگری q 2a از همدیگر قرار بگیرند تولید دو قطبی می‌کنند که میدان حاصل را از محور دو قطبی قبلاً محاسبه کرده‌ایم .
خطوط نیرو برای یک صفحه رسانا :
میدانیم که خطوط نیرو همواره از بارهای مثبت شروع و به بارهای منفی ختم میشوند . و خطوط نیرو هیچگاه همدیگر را قطع نمی‌کنند .
تمرین : خطوط نیرو را برای یک صفحه رسانا و یک باز نقطه‌ای منفی رسم کنید .
خطوط میدان بین دو صفحه : لبه‌های میدان الکتریکی یک و خازن تخت یکنواخت است یعنی اندازه و سوی آن در هر جا یکسان است . خطوط میدان همفاصله و موازیند .

دانشنامه کلمات:

• الکتریسیته

  

  مجموعه‌ای از پدیده‌های طبیعیست که به حضور و جریان بار الکتریکی وابسته است. الکتریسیته آثار معروف متنوعی چون آذرخش، الکتریسیته ساکن، القای الکترومغناطیسی و جریان الکتریکی دارد