الکتریسیته ساکن – فیزیکفا http://physicfa.ir آموزش فیزیک دبیرستان و کنکور Thu, 24 May 2018 21:11:51 +0000 fa-IR hourly 1 https://wordpress.org/?v=4.7.10 http://physicfa.ir/wp-content/uploads/2014/08/cropped-favicon-150x150.png الکتریسیته ساکن – فیزیکفا http://physicfa.ir 32 32 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی http://physicfa.ir/%d9%86%db%8c%d8%b1%d9%88%db%8c-%d9%88%d8%a7%d8%b1%d8%af-%d8%a8%d8%b1-%d8%a8%d8%a7%d8%b1-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c-%d8%af%d8%b1-%d9%85%db%8c%d8%af%d8%a7%d9%86-%d8%a7%d9%84%da%a9/ http://physicfa.ir/%d9%86%db%8c%d8%b1%d9%88%db%8c-%d9%88%d8%a7%d8%b1%d8%af-%d8%a8%d8%b1-%d8%a8%d8%a7%d8%b1-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c-%d8%af%d8%b1-%d9%85%db%8c%d8%af%d8%a7%d9%86-%d8%a7%d9%84%da%a9/#respond Fri, 20 Oct 2017 17:35:05 +0000 http://physicfa.ir/?p=7678 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی: اگر بار الکتریکی q در میدان الکتریکی E قرار گیرد، نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی از رابطه زیر بدست می آید : و برای تعیین جهت نیروی الکتریکی باید به نکته زیر توجه کنیم : اگر بار الکتریکی مثبت باشد، F و E هم …

نوشته نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی:

ph11 s1 Eq 00 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

اگر بار الکتریکی q در میدان الکتریکی E قرار گیرد، نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی از رابطه زیر بدست می آید :

ph11 s1 Eq 01 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

و برای تعیین جهت نیروی الکتریکی باید به نکته زیر توجه کنیم :

اگر بار الکتریکی مثبت باشد، F و E هم جهتند و اگر بار الکتریکی منفی باشد ، F و E خلاف جهت هم اند.

ph11 s1 Eq 02 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکیمیدان الکتریکی یکنواخت : اگر خط های میدان در ناحیه ای از فضا با یکدیگر موازی ، هم فاصله و هم جهت باشند ، به آن میدان الکتریکی یکنواخت گویند. به طور مثال در شکل زیر، در فضای بین دو صفحه و دور از لبه ها، خطوط میدان مستقیم و هم فاصله و موازی اند. یعنی در همه نقاط بردار میدان هم اندازه و هم جهت است. به چنین میدانی، میدان الکتریکی یکنواخت گویند.

ph11 s1 Eq 03 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

مثال : ذره ای مثبت با بار الکتریکی q=2µC در داخل میدان الکتریکی یکنواختی به حال تعادل قرار دارد . اگر جرم ذره ۲ گرم باشد ، اندازه و جهت میدان الکتریکی را تعیین کنید. (g=10m/s2)

حل مثال: به ذره نیروی وزن به سمت پایین وارد می شود. برای اینکه ذره در حال تعادل باشد، باید نیرویی هم اندازه و در خلاف جهت نیروی وزن به آن وارد شود. که این نیرو ناشی از قرار گرفتن ذره باردار در میدان الکتریکی است. و چون ذره مثبت است، جهت E باید در جهت نیروی F باشد یعنی به سمت بالا است. مطابق شکل زیر:

ph11 s1 Eq 04 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

تمرین ۱ : روی سطح بادکنکی به جرم ۱۰ گرم بار الکتریکی q=-200nC ایجاد می کنیم و آن را در یک میدان الکتریکی قرار می دهیم. بزرگی و جهت این میدان الکتریکی را در صورتی که بادکنک معلق بماند، تعیین کنید. از نیروی شناوری وارد بر بادکنک چشم پوشی کنید.

تمرین ۲ : در یک میدان الکتریکی یکنواخت قائم رو به پایین ، ذره ای باردار به جرم ۵ گرم معلق و در حال سکون است . اگر بزرگی میدان الکتریکی ۱۰۰۰ نیوتون بر کولن باشد . اندازه و نوع بار الکتریکی را تعیین کنید.

تمرین ۳: مطابق شکل، یک غبار دارای بار الکتریکی q=1×۱۰-۱۵C و جرم m=1×۱۰g است. در میدان الکتریکی یکنواخت E=1.2×۱۰۵N/C بین دو صفحه افقی قرار گرفته است. اگر غبار در ابتدا ساکن و در نقطه A به فاصله ۴ سانتی متر از صفحه بالایی قرار داشته باشد، شتاب حرکت غبار را تا رسیدن به صفحه بالایی حساب کنید.

ph11 s1 Eq 05 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

تمرین ۴: مطابق شکل مثابل، گلوله ای به جرم ۸ گرم و بار الکتریکی q=6µC در میدان الکتریکی یکنواخت E به حال تعادل قرار دارد. بزرگی میدان الکتریکی چند نیوتون بر کولن است؟

ph11 s1 Eq 06 نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی

تمرین ۵: می خواهیم در یک میدان الکتریکی یکنواخت قائم رو به پایین به بزرگی E=1×۱۰۴N/C ، ذره ای به جرم ۸ گرم را معلق نگه داریم. چه تعداد الکترون باید به این ذره بدهیم تا ذره در میدان الکتریکی معلق بماند؟ (e=1.6×۱۰-۱۹C , g=10m/s2)

 

حل تمرین های نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی:

 

 

نوشته نیروی وارد بر بار الکتریکی در میدان الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/%d9%86%db%8c%d8%b1%d9%88%db%8c-%d9%88%d8%a7%d8%b1%d8%af-%d8%a8%d8%b1-%d8%a8%d8%a7%d8%b1-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c-%d8%af%d8%b1-%d9%85%db%8c%d8%af%d8%a7%d9%86-%d8%a7%d9%84%da%a9/feed/ 0
چگالی سطحی بار الکتریکی http://physicfa.ir/%da%86%da%af%d8%a7%d9%84%db%8c-%d8%b3%d8%b7%d8%ad%db%8c-%d8%a8%d8%a7%d8%b1-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c/ http://physicfa.ir/%da%86%da%af%d8%a7%d9%84%db%8c-%d8%b3%d8%b7%d8%ad%db%8c-%d8%a8%d8%a7%d8%b1-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c/#comments Wed, 18 Oct 2017 14:17:07 +0000 http://physicfa.ir/?p=7607 چگالی سطحی بار الکتریکی : برای اینکه بتوانیم تراکم بار الکتریکی در بخش های مختلف سطح یک جسم را با هم مقایسه کنیم کمیتی به نام چگالی سطحی بار را تعریف می کنیم. اگر مساحت سطحی که بار روی آن توزیع شده است برابر A و بار الکتریکی موجود در آن سطح برابر Q باشد، …

نوشته چگالی سطحی بار الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
چگالی سطحی بار الکتریکی :

برای اینکه بتوانیم تراکم بار الکتریکی در بخش های مختلف سطح یک جسم را با هم مقایسه کنیم کمیتی به نام چگالی سطحی بار را تعریف می کنیم.

ph11 s1 chegalisathi 00 چگالی سطحی بار الکتریکی

اگر مساحت سطحی که بار روی آن توزیع شده است برابر A و بار الکتریکی موجود در آن سطح برابر Q باشد، چگالی سطحی بار که با نماد σ نشان داده می شود از رابطه زیر بدست می آید:

ph11 s1 chegalisathi 02 چگالی سطحی بار الکتریکی

یکای چگالی سطحی بار در این رابطه C/m2  است.

می دانیم که بار الکتریکی روی سطح خارجی رسانا توزیع می شود. اگر به یک رسانای دوکی شکل، بار الکتریکی بدهیم با یک آزمایش ساده می توانیم دربابیم که چگالی سطحی بار در کجای رسانا بیشتر است. کافیست آونگ های بارداری با بار مشابه بار الکتریکی دوک را نزدیک به نقاط نوک تیز و پهن و وسط رسانای دوکی شکل کنیم. مشاهده می کنیم که آونگی که به نقاط نوک تیز نزدیک می شود، بیشترین انحراف را دارد. این آزمایش نتیجه زیر را برای ما مشخص می کند:

ph11 s1 chegalisathi 03 چگالی سطحی بار الکتریکی

چگالی سطحی بار در نقاط نوک تیز رسانای نا متقارن بیشتر است.

ph11 s1 chegalisathi 01 چگالی سطحی بار الکتریکی

در کلیپ زیر ابتدا رسانای دوکی شکل را توسط مولد واندگراف باردار کرده ایم. سپس یکبار میله را با تماس دادن به نقاط پهن و بار دیگر به نقاط نوک تیز باردار کرده و بعد از آن میله باردار را به الکتروسکوپ تماس می دهیم و مشاهده می کنیم که در حالتی که میله به نقاط نوک تیز تماس پیدا کرده بود، تیغه های الکتروسکوپ بیشتر از هم فاصله گرفته اند.

با آزمایشی مشابه و اینبار به جای رسانای دوکی شکل از یک رسانای کروی استفاده می کنیم و در می بابیم که آونگ ها به یک اندازه در همه جای کره منحرف می شودند و می توان نتیجه زیر را گرفت:

چگالی سطحی بار در همه جای رسانای متقارن، یکسان است.

مثال : یک کره ی رسانا به شعاع r=10cm، روی پایه ی عایقی قرار دارد. چگالی سطحی بار کره σ=۱۶۰µC/m2 است. اگر کره را با یک سیم به زمین (چشمه ی خنثای بار الکتریکی) اتصال دهیم، چند الکترون از زمین به کره منتقل می شود؟

حل مثال :

ph11 s1 chegalisathi 04 چگالی سطحی بار الکتریکی

تمرین ۱: دو کره‌ی رسانای A و B به شعاع‌های rA و rB=2rA و چگالی سطحی بار σA و σB=2σA دارای بار الکتریکی مثبت‌اند. چند درصد از بار کره‌ی بزرگتر به کره‌ی کوچکتر منتقل شود تا نسبت بار کره‌ها برابر نسبت شعاع آن‌ها شود؟

تمرین ۲: اگر شعاع کره ی A ، ۳ برابر شعاع کره B ، و چگالی سطحی کره A ، ۲ برابر چگالی سطحی کره B باشد، نسبت بار الکتریکی کره A به کره B را بدست آورید.

تمرین ۳: در شکل زیر، شعاع داخلی پوسته کروی رسانا برابر با ۴ سانتی متر، شعاع خارجی آن برابر با ۶ سانتی متر و بار الکتریکی نقطه ای q=+6µC در مرکز این کره ثابت شده است. اندازه چگالی سطحی بار الکتریکی سطح خارجی کره، چند برابر اندازه چگالی سطحی بار الکتریکی سطح داخلی آن است؟

ph11 s1 chegalisathi 05 چگالی سطحی بار الکتریکی

حل تمرین ها:

نوشته چگالی سطحی بار الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/%da%86%da%af%d8%a7%d9%84%db%8c-%d8%b3%d8%b7%d8%ad%db%8c-%d8%a8%d8%a7%d8%b1-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c/feed/ 1
انرژی خازن http://physicfa.ir/%d8%a7%d9%86%d8%b1%da%98%db%8c-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86/ http://physicfa.ir/%d8%a7%d9%86%d8%b1%da%98%db%8c-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86/#respond Sun, 17 Sep 2017 12:01:50 +0000 http://physicfa.ir/?p=7047 انرژی خازن وقتی صفحه های خازن دارای بار الکتریکی می شوند در خازن انرژی ذخیره می شود. برای اینکه انرژی ذخیره شده در خازن را مشاهده کنیم، کافی است دو سر یک خازن پر شده را به دو سر یک لامپ کوچک وصل کنیم. به شرط آنکه ظرفیت و اختلاف پتانسیل خازن به اندازه کافی …

نوشته انرژی خازن اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
انرژی خازن

ph3 enerjikhazen 00 انرژی خازن

وقتی صفحه های خازن دارای بار الکتریکی می شوند در خازن انرژی ذخیره می شود. برای اینکه انرژی ذخیره شده در خازن را مشاهده کنیم، کافی است دو سر یک خازن پر شده را به دو سر یک لامپ کوچک وصل کنیم. به شرط آنکه ظرفیت و اختلاف پتانسیل خازن به اندازه کافی زیاد باشد، لامپ برای مدتی روشن و سپس خاموش می شود.ph3 enerjikhazen 01 انرژی خازن

در حین شارژ شده خازن باتری کار W=QΔV را روی بار انجام می دهد. و با توجه به افزایش اختلاف پتانسیل دو صفحه در حین شارژ شدن، به ازای انتقال هر بار باید کار بیشتری انجام شود. و از آنجایی که در این فرایند ظرفیت خازن همواره ثابت می ماند و طبق رابطه V=Q/C ، اختلاف پتانسیل تابع خطی از بار Q است. بنابراین می توان مقدار متوسط اختلاف پتانسیل را به صورت زیر بدست آورد.

ph3 enerjikhazen 02 انرژی خازن

کار انجام شده برای باردار شدن کامل خازن برابر با حاصل ضرب کل بارهای جزئی منتقل شده (Q) در اختلاف پتانسیل متوسط است. یعنی :

ph3 enerjikhazen 03 انرژی خازناین کار به صورت انرژی پتانسیل الکتریکی در میدان الکتریکی فضای بین صفحه های خازن ذخیره می شود :

ph3 enerjikhazen 04 انرژی خازن

که در این رابطه U بر حسب ژول (J) و Q بر حسب کولن (c) و V بر حسب ولت (V) و C بر حسب فاراد (F) است.

مثال : خازن C=5µF را با پتانسیل V=60V شارژ و آن را از مدار جدا می سازیم.

الف) بار و انرژی ذخیره شده در خازن را بدست آورید.

ب) اگر سطح اشتراک صفحات را دو برابر و فاصله آن ها را نصف کنیم، آنگاه  ظرفیت و بارالکتریکی و اختلاف پتانسیل الکتریکی و انرژی ذخیره شده در خازن چه تغییری می کند؟

حل مثال :

ph3 enerjikhazen 05 انرژی خازن

تمرین ۱: خازن تختی را پس از پر کردن از باتری جدا می کنیم، اگر در این حالت یک دی الکتریک بین دو صفحه ی آن قرار دهیم به ترتیب انرژی خازن و اختلاف پتانسیل دو سر آن چگونه تغییر می کند؟

تمرین ۲: با تخلیه‌ی قسمتی از بار الکتریکی یک خازن پر شده، اختلاف پتانسیل دو سر آن ۸۰ درصد کاهش می‌یابد. انرژی این خازن چند درصد کاهش می‌یابد؟

تمرین ۳: ظرفیت خازنی ۱۲ میکروفاراد و بار الکتریکی آن q است. اگر ۳ میلی کولن بار مثبت را از صفحه منفی جدا کرده و به صفحه مثبت منتقل کنیم، انرژی ذخیره شده در خازن به اندازه ۸ ژول افزایش می یابد. Q را محاسبه کنید.

 حل تمرین ها:

نوشته انرژی خازن اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/%d8%a7%d9%86%d8%b1%da%98%db%8c-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86/feed/ 0
تمرین های به هم بستن خازن ها http://physicfa.ir/%d8%aa%d9%85%d8%b1%db%8c%d9%86-%d9%87%d8%a7%db%8c-%d8%a8%d9%87-%d9%87%d9%85-%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%86-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86-%d9%87%d8%a7/ http://physicfa.ir/%d8%aa%d9%85%d8%b1%db%8c%d9%86-%d9%87%d8%a7%db%8c-%d8%a8%d9%87-%d9%87%d9%85-%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%86-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86-%d9%87%d8%a7/#respond Sun, 01 Jan 2017 11:05:49 +0000 http://physicfa.ir/?p=4650 تمرین های به هم بستن خازن ها : قبل از حل تمرین های این مبحث درسنامه به هم بستن خازن ها را مطالعه کنید. تمرین ۱: در مدار شکل زیر اگر بار خازن C1 برابر ۱۸۰ میکروکولن باشد ، الف) اختلاف پتانسیل دو سر مولد چند ولت است ؟ ب) انرژی ذخیره شده در مجموعه …

نوشته تمرین های به هم بستن خازن ها اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
تمرین های به هم بستن خازن ها :

قبل از حل تمرین های این مبحث درسنامه به هم بستن خازن ها را مطالعه کنید.

تمرین ۱: در مدار شکل زیر اگر بار خازن C1 برابر ۱۸۰ میکروکولن باشد ،

الف) اختلاف پتانسیل دو سر مولد چند ولت است ؟

ب) انرژی ذخیره شده در مجموعه خازن ها چند میکروژول است ؟

ph3 s2 2 bastankhazen 29 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۲: در شکل زیر ، اختلاف پتانسیل دو سر خازن C2 ، ۱۰ ولت است .

الف) بار الکتریکی ذخیره شده در خازن C1 چند میکروکولن است ؟

ب) ظرفیت خازن C1 چند میکروفاراد است ؟

ph3 s2 2 bastankhazen 30 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۳: دو خازن C1 و C2 را به ترتیب با اختلاف پتانسیل های ۲۰۰ ولت و ۱۰۰ ولت پر می کنیم و سپس آنها را از مولد جدا کرده و صفحه های همنام آنها را به هم متصل می کنیم . در این صورت اختلاف پتانسیل دو سر آنها ۱۵۰ ولت می شود . C1 چند برابر C2 است ؟

تمرین ۴: خازنی با ظرفیت C1 با اختلاف پتانسیل V1 پر شده است . آن را از منبع جدا کرده و به دو سر خازن خالی با ظرفیت C2 می بندیم . تا رسیدن به تعادل ، خازن C1 نصف انرژی خود را از دست می دهد . C2 چند برابر C1  است ؟

تمرین ۵: در مدار شکل زیر اگر انرژی ذخیره شده در خازن C1 ، دو سوم انرژی ذخیره شده در خازن C3 باشد ، ظرفیت خازن C3 چند میکروفاراد است ؟

ph3 s2 2 bastankhazen 31 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۶: در شکل‌های زیر CAB چند µF است؟

در شکل مقابل همه‌ی خازن‌ها مشابه و دارای ظرفیت ۶µF می‌باشد.

ph3 s2 2 bastankhazen 32 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۷: در شکل زیر بارالکتریکی ذخیره شده در خازن C1 چند میکروکولن است؟

ph3 s2 2 bastankhazen 33 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۸: در شکل اگر کلید K باز باشد، اختلاف پتانسیل C1 برابر ۱۰ ولت است. اگر کلید را ببندیم، اختلاف پتانسیل دو سر C2 چند ولت می شود؟

ph3 s2 2 bastankhazen 34 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۹: در شکل مقابل C1=4µF و C2=6µF و C3=12µF  است و هر خازن حداکثر می تواند ولتاژ ۱۲ ولت را تحمل کند. بیشترین اختلاف پتانسیلی که می توان بین دو نقطه A و B اعمال کرد تا خازن ها دچار فروریزش الکتریکی نشوند، چند ولت است؟

ph3 s2 2 bastankhazen 35 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۱۰: در مدار رو به رو خازن ها بدون بار هستند و ابتدا کلید در وضعیت (۱) بسته شده و پس از شارژ خازن C1، کلید را از وضع (۱) قطع نموده و به وضع (۲) می بندیم. پس از برقراری تعادل، بار خازن C2 چند میکروکولن می شود؟

ph3 s2 2 bastankhazen 36 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۱۱: در شکل مقابل، ظرفیت هر یک از خازن‌ها ۱۰µF است، اگر کلید K1 را باز و کلید K2 را ببندیم، چند میکروژول انرژی در خازن C2 ذخیره می شود ؟

ph3 s2 2 bastankhazen 37 تمرین های به هم بستن خازن ها

تمرین ۱۲: در شکل مقابل، دی الکتریک را از بین صفحه های خازن C1 بر می داریم، V1 و V2 به ترتیب چگونه تغییر می کند؟

ph3 s2 2 bastankhazen 38 تمرین های به هم بستن خازن ها

  1. افزایش-کاهش
  2. افزایش-افزایش
  3. کاهش-کاهش
  4. کاهش-افزایش

 

دانلود حل تمرین های به هم بستن خازن ها :

 

برای مشاهده تمرین های بیشتر جزوه کنکوری مبحث خازن را دانلود کنید.

نوشته تمرین های به هم بستن خازن ها اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/%d8%aa%d9%85%d8%b1%db%8c%d9%86-%d9%87%d8%a7%db%8c-%d8%a8%d9%87-%d9%87%d9%85-%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%86-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86-%d9%87%d8%a7/feed/ 0
به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی http://physicfa.ir/%d8%a8%d9%87-%d9%87%d9%85-%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%86-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86-%d9%87%d8%a7/ http://physicfa.ir/%d8%a8%d9%87-%d9%87%d9%85-%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%86-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86-%d9%87%d8%a7/#respond Sun, 01 Jan 2017 10:32:16 +0000 http://physicfa.ir/?p=4644 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی: به نقاطی از مدار که دو یا چند سیم در آن نقطه به هم متصل می شوند ، گره می گوییم . و گره ها نقش بسیار مهمی در تشخیص موازی یا متوالی بودن مدار دارند . گره هایی که با سیم رابط به یکدیگر وصل …

نوشته به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی:

ph3 s2 2 bastankhazen 00 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

به نقاطی از مدار که دو یا چند سیم در آن نقطه به هم متصل می شوند ، گره می گوییم . و گره ها نقش بسیار مهمی در تشخیص موازی یا متوالی بودن مدار دارند . گره هایی که با سیم رابط به یکدیگر وصل شده اند هم نام هستند . یعنی در واقع یک گره اند . در شکل زیر ما گره ها را مشخص و نامگذاری کرده ایم .

ph3 s2 2 bastankhazen 01 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

به هم بستن خازن ها به صورت موازی :

در مدار زیر سه خازن با هم موازی اند .

ph3 s2 2 bastankhazen 03 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

روش تشخیص موازی بودن خازن ها : اگر دو سر چند خازن بین دو گره خاص باشند . یعنی مثلا یک سر هر خازن به گره A وصل باشد و سر دیگر خازن ها به گره B متصل باشند ، می گوییم خازن ها با هم موازی اند .

روابط بین خازن های موازی در به هم بستن خازن ها :

ظرفیت خازن معادل از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s2 2 bastankhazen 04 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

اختلاف پتانسیل معادل از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s2 2 bastankhazen 05 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

بار الکتریکی معادل خازن ها از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s2 2 bastankhazen 06 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

نکته : در این حالت ظرفیت معادل خازن ها از ظرفیت معادل تک تک خازن ها بیشتر است .

به هم بستن خازن ها به صورت متوالی یا سری :

در مدار زیر سه خازن با هم متوالی اند .

ph3 s2 2 bastankhazen 07 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

روش تشخیص متوالی بودن خازن ها : اگر بین دو خازن هیچ گره ای وجود نداشته باشد ، دو خازن با هم متوالی اند .

توجه داشته باشید عکس روش های تشخیص صادق نیست . یعنی اگر بین دو خازن یک گره وجود داشت به معنای موازی بودن دو خازن نیست . بلکه برای موازی بودن باید این شرط برقرار باشد که دو خازن بین دو گره باشند .

روابط بین خازن های متوالی در به هم بستن خازن ها :

ظرفیت خازن معادل از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s2 2 bastankhazen 08 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

برای دو خازن متوالی می توان از رابطه زیر استفاده کرد :

ph3 s2 2 bastankhazen 09 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

یا اگر رابطه  زیر بین دو خازن برقرار بود

ph3 s2 2 bastankhazen 10 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

می توان برای بدست آوردن ظرفیت معادل دو خازن متوالی از رابطه زیر استفاده کرد :

ph3 s2 2 bastankhazen 11 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

اختلاف پتانسیل معادل از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s2 2 bastankhazen 12 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

بار الکتریکی معادل خازن ها از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s2 2 bastankhazen 13 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

نکته : در این حالت ظرفیت معادل خازن ها از ظرفیت معادل تک تک خازن ها کمتر است .

مثال ۱: ظرفیت خازن معادل را در مدار شکل زیر بیابید ؟

ph3 s2 2 bastankhazen 14 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

حل مثال ۱ :

ph3 s2 2 bastankhazen 15 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

مثال ۲: در مدار شکل روبه رو اگر بار الکتریکی ذخیره شده در مجموعه خازن ها برابر ۱۵۰ میکروکولن باشد ، ظرفیت خازن C1 چند میکروفاراد است ؟

ph3 s2 2 bastankhazen 16 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

حل مثال ۲:

ph3 s2 2 bastankhazen 17 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

نکته : اگر دو خازن به ظرفیت های C1 و C2 را با اختلاف پتانسیل های V1 و V2 پر کرده و سپس آنها را از مولد جدا کرده و دو سر همنام خازن ها را به یکدیگر ببندیم ، اختلاف پتانسیل مجموعه پس از اتصال از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s2 2 bastankhazen 18 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

و اگر صفحات نا همنام خازن ها را به هم متصل کنیم ، اختلاف پتانسیل مجموعه از رابطه زیر بدست می آید :

ph3 s2 2 bastankhazen 19 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

و بار هر خازن پس از اتصال از رابطه زیر بدست می آید:

ph3 s2 2 bastankhazen 20 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

مثال ۳: خازنی به ظرفیت C1=5µF  را با اختلاف پتانسیل ۱۲۰۰ ولت و خازن دیگری به ظرفیت C2=10µF   را با اختلاف پتانسیل ۷۵۰ ولت پر می کنیم. این خازن ها را از مدار اصلی جدا می کنیم و صفحه های همنام آن ها را به هم می بندیم. اختلاف پتانسیل دو سر مجموعه را پس از اتصال محاسبه کنید.

حل مثال ۳:

ph3 s2 2 bastankhazen 21 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

نکته : اگر دو سر یک خازن با یک سیم رابط به هم متصل شود ، در مدار اتصال کوتاه رخ می دهد و خازن از مدار حذف می شود . در مدار شکل زیر پس از بسته شدن کلید ، خازن C2  از مدار حذف می شود .

ph3 s2 2 bastankhazen 22 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

مثال ۴ :  در شکل روبرو با بستن کلید K ، انرژی ذخیره شده در خازن ۳ میکروفارادی چند برابر می شود ؟

ph3 s2 2 bastankhazen 23 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

حل مثال ۴:

ph3 s2 2 bastankhazen 24 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

نکته : اگر یک خازن خالی را به یک خازن پر ببندیم ( به صورت موازی) ، بار خازن پر ، به نسبت ظرفیت خازن ها بین دو خازن تقسیم می شود که می توان با استفاده از معادلات زیر آنها را حساب کرد :

ph3 s2 2 bastankhazen 25 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

که در این روابط علامت پریم برای بار الکتریکی دو خازن پس از اتصال استفاده شده است .

برای محاسبه اختلاف پتانسیل و بار خازن ها پس از اتصال می توان از روابط زیر استفاده کرد:

ph3 s2 2 bastankhazen 26 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

هنگامی که خازن پر ، خازن خالی را پر می کند مقداری از انرژی اولیه صرف انتقال بار بین سیم های رابط می شود که به صورت گرما در سیم تلف می شود بنابراین انرژی مجموعه پس از اتصال همواره کمتر از انرژی اولیه خازن پر است .

ph3 s2 2 bastankhazen 27 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

مثال ۵: خازن C1=2µF را با ولتاژ V1=300V پر کرده و دو سر آن را به دو سر خازن خالی C2=3µF می بندیم.

الف) اختلاف پتانسیل دو سر هر خازن پس از اتصال را حساب کنید.

ب) بار الکتریکی هر خازن پس از اتصال را حساب کنید.

ج) انرژی تلف شده در سیم ها را حساب کنید.

حل مثال ۵:

ph3 s2 2 bastankhazen 28 به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی

 

تمرین های به هم بستن خازن ها (۱۲ تمرین مهم)

 

 

 

نوشته به هم بستن خازن ها در مدار های الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/%d8%a8%d9%87-%d9%87%d9%85-%d8%a8%d8%b3%d8%aa%d9%86-%d8%ae%d8%a7%d8%b2%d9%86-%d9%87%d8%a7/feed/ 0
ظرفیت خازن http://physicfa.ir/ph3-s2-khazen-1/ http://physicfa.ir/ph3-s2-khazen-1/#respond Sun, 15 Nov 2015 19:20:15 +0000 http://physicfa.ir/?p=1083 ظرفیت خازن : خازن : وسیله الکتریکی است که می تواند بار الکتریکی و انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند . خازن تخت یا مسطح : از دو صفحه ی رسانای تخت تشکیل شده است که در فاصله مشخصی از هم قرار گرفته اند و فضای بین آنها با یک عایق (دی الکتریک) پر …

نوشته ظرفیت خازن اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
ظرفیت خازن :

خازن : وسیله الکتریکی است که می تواند بار الکتریکی و انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند .

ph3 s2 khazen zarfiat 0 ظرفیت خازن

خازن تخت یا مسطح : از دو صفحه ی رسانای تخت تشکیل شده است که در فاصله مشخصی از هم قرار گرفته اند و فضای بین آنها با یک عایق (دی الکتریک) پر شده است .

ph3 s2 khazen zarfiat 1 ظرفیت خازن

نمودارهای پر شدن خازن :

ph3 s2 khazen zarfiat 2 ظرفیت خازن

ph3 s2 khazen zarfiat 2 1 ظرفیت خازن

نکته : پس از پرشدن خازن جریان در مدار صفر می شود .

نکته : هنگامی خازن پر می شود که اختلاف پتانسیل دو سر خازن با اختلاف پتانسیل دو سر مولد برابر شود .

ظرفیت خازن : نسبت بار ذخیره شده به اختلاف پتانسیل بین دو صفحه خازن

ph3 s2 khazen zarfiat 3 ظرفیت خازن

که در این رابطه c ظرفیت خازن است که یکای آن کولن بر ولت است که به فاراد معروف است .

فاراد : یک فاراد ظرفیت خازنی است که اگر یک کولن بار روی صفحاتش ذخیره کنیم ، اختلاف پتانسیل دو صفحه یک ولت خواهد شد .

ph3 s2 khazen zarfiat 4 ظرفیت خازن

نکته : ظرفیت خازن به بار الکتریکی و اختلاف پتانسیل دو سر آن بستگی ندارد . بلکه فقط به عوامل ساختمانی خازن بستگی دارد .

عوامل موثر بر ظرفیت خازن :

۱ – با مساحت سطح مشترک دو صفحه رابطه مستقیم دارد . (A)

۲ – با فاصله ی بین دو صفحه خازن رابطه ی وارون دارد .(d)

۳ – حضور دی الکتریک موجب افزایش خازن می شود . (k)

ph3 s2 khazen zarfiat 5 ظرفیت خازن

که در این رابطه k ثابت دی الکتریک است . و کمیتی است بدون یکا و به جنس دی الکتریک بستگی دارد . و به طور تقریبی برای هوا مقدار ثابت دی الکتریک ۱ است .

نکته : اگر یک خازن به یک مولد وصل باشد و تغییری در ساختار خازن ایجاد کنیم ، ظرفیت خازن و بار الکتریکی تغییر می کند ولی اختلاف پتانسیل دو سر خازن تغییری نمی کند .

نکته : اگر خازن را پس از شارژ شدن از مولد جدا کنیم و هر تغییری در ساختار خازن ایجاد کنیم ، ظرفیت خازن و ولتاژ تغییر می کند ولی بار الکتریکی ثابت می ماند .

مثال : دو صفحه خازن که مساحت هر کدام ۲۰۰ سانتی متر مربع است ، در فاصله ۳ میلی متر از یکدیگر قرار دارند و فضای بین دو صفحه از عایقی به ضریب دی الکتریک ۶ پر شده است . ظرفیت خازن چند فاراد است ؟

حل مثال :

ph3 s2 khazen zarfiat 6 ظرفیت خازن

تمرین ۱ : دی الکتریک خازنی هوا است و اگر بدون جدا کردن خازن از مولد سطح مشترک صفحه های آن را به ثلث مقدار اولیه برسانیم ، باید دی الکتریکی با ثابت k بین دو صفحه قرار دهیم تا بار ذخیره شده در آن تغییر نکند . مقدار k را بیابید .

تمرین ۲ : یک خازن با صفحه های تخت را ابتدا شارژ نموده و سپس از مولد جدا می کنیم . اگر بین صفحه های آن دی الکتریکی با ثابت ۴ قرار دهیم ، ظرفیت ، بار ، اختلاف پتانسیل الکتریکی خازن چه تغییری می کند ؟

حل تمرین ها  :

 

نوشته ظرفیت خازن اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/ph3-s2-khazen-1/feed/ 0
بردارهای یکه http://physicfa.ir/ph2-s1-andazegiri-yekke/ http://physicfa.ir/ph2-s1-andazegiri-yekke/#respond Tue, 13 Oct 2015 17:41:57 +0000 http://physicfa.ir/?p=981 بردار یکه در راستای هر محور ، برداری است به طول واحد و در جهت همان محور . بردار A را می توان به صورت زیر بر حسب بردارهای یکه نوشت : و برای بدست آوردن مولفه های بردار A همانند تصویر زیر عمل می کنیم . و مولفه های x و Y را به …

نوشته بردارهای یکه اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
بردار یکه در راستای هر محور ، برداری است به طول واحد و در جهت همان محور .

ph2 s1 yekke 1 بردارهای یکه

بردار A را می توان به صورت زیر بر حسب بردارهای یکه نوشت :

ph2 s1 yekke 2 بردارهای یکه

و برای بدست آوردن مولفه های بردار A همانند تصویر زیر عمل می کنیم .

ph2 s1 yekke 3 بردارهای یکه

و مولفه های x و Y را به صورت زیر بدست می آوریم :

ph2 s1 yekke 4 بردارهای یکه

برای بدست آوردن بزرگی بردار A از رابطه زیر استفاده می کنیم :

ph2 s1 yekke 5 بردارهای یکه

و برای بدست آوردن زاویه بین بردار A و جهت مثبت محور X از رابطه زیر استفاده می کنیم :

ph2 s1 yekke 6 بردارهای یکه

جمع دو بردار :

اگر دو بردار بر حسب بردارهای یکه به صورت زیر موجود باشند :

ph2 s1 yekke 7 بردارهای یکه

برآیند یا جمع این دو بردار از رابطه زیر بدست می آید :

ph2 s1 yekke 8 بردارهای یکه

و در صورتی دو بردار A و B بر هم عمودند که رابطه ی زیر برقرار باشد :

ph2 s1 yekke 9 بردارهای یکه

مثال :

ph2 s1 yekke 10 بردارهای یکه

حل مثال :

ph2 s1 yekke 11 بردارهای یکه

تمرین ۱:

ph2 s1 yekke 12 بردارهای یکه

تمرین ۲:

ph2 s1 yekke 13 بردارهای یکه

تمرین ۳:

ph2 s1 yekke 14 بردارهای یکه

حل تمرین های بردارهای یکه :

نوشته بردارهای یکه اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/ph2-s1-andazegiri-yekke/feed/ 0
نمونه سوال امتحانی فیزیک ۳ – الکتریسیته ساکن http://physicfa.ir/ph3-s2-q-electrostatic/ http://physicfa.ir/ph3-s2-q-electrostatic/#comments Fri, 07 Nov 2014 14:23:42 +0000 http://physicfa.ir/?p=414 نمونه سوال امتحانی فیزیک ۳ – الکتریسیته ساکن ( فقط الکتروستاتیک- بدون مباحث خازن) برای رشته های ریاضی و فیزیک و علوم تجربی دانش آموزان عزیز دقت داشته باشید که ابتدا مطالب آموزشی سایت و کتاب درسی خود را با دقت مطالعه کنید . سپس به سوالات این امتحان پاسخ دهید تا اینگونه خود را …

نوشته نمونه سوال امتحانی فیزیک ۳ – الکتریسیته ساکن اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
نمونه سوال امتحانی فیزیک ۳ – الکتریسیته ساکن ( فقط الکتروستاتیک- بدون مباحث خازن) برای رشته های ریاضی و فیزیک و علوم تجربی

ph3 s2 electro qp نمونه سوال امتحانی فیزیک 3   الکتریسیته ساکن

دانش آموزان عزیز دقت داشته باشید که ابتدا مطالب آموزشی سایت و کتاب درسی خود را با دقت مطالعه کنید . سپس به سوالات این امتحان پاسخ دهید تا اینگونه خود را محک بزنید و از دانسته های خود مطمئن شوید .

دانلود :[physmem]

دانلود نمونه سوال امتحانی فیزیک ۳ – الکتریسیته ساکن

[/physmem]

پاسخ نمونه سوال امتحانی الکتریسیته ساکن :

 

نوشته نمونه سوال امتحانی فیزیک ۳ – الکتریسیته ساکن اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/ph3-s2-q-electrostatic/feed/ 2
انرژی پتانسیل الکتریکی http://physicfa.ir/ph3-s2-4-potansiel/ http://physicfa.ir/ph3-s2-4-potansiel/#comments Thu, 06 Nov 2014 14:09:58 +0000 http://physicfa.ir/?p=389 انرژی پتانسیل الکتریکی : کاری که انجام میدهیم تا دو بار همنام را با سرعت ثابت به هم نزدیک کنیم ، یا دو بار ناهمنام را با سرعت ثابت از هم دور کنیم . تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی یک ذره باردار در میدان الکتریکی E در یک جابجایی مشخص برابر منفی کار انجام شده توسط …

نوشته انرژی پتانسیل الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
انرژی پتانسیل الکتریکی : کاری که انجام میدهیم تا دو بار همنام را با سرعت ثابت به هم نزدیک کنیم ، یا دو بار ناهمنام را با سرعت ثابت از هم دور کنیم .

تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی یک ذره باردار در میدان الکتریکی E در یک جابجایی مشخص برابر منفی کار انجام شده توسط نیروی الکتریکی در همان جابجایی است یعنی :

ph3 s2 4 potansiel 6 انرژی پتانسیل الکتریکی

که در آن تتا زاویه بین نیروی الکتریکی و بردار جابجایی است .

مثال ۱ : بار الکتریکی q=12mc در میدان الکتریکی یکنواخت E مطابق شکل از A تا B و سپس از B به C با سرعت ثابت جابجا می شود . تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی بار q را حساب کنید .

ph3 s2 4 potansiel 3 انرژی پتانسیل الکتریکی

حل مثال ۱ :

ph3 s2 4 potansiel 2 انرژی پتانسیل الکتریکی

مثال ۲: در میدان الکتریکی یکنواخت نشان داده شده در شکل ، الکترونی از نقطه A با سرعت V0 پرتاب شده است . الکترون سرانجام در نقطه B متوقف می شود .

ph3 s2 4 potansiel 24 انرژی پتانسیل الکتریکی

حل مثال ۲:

ph3 s2 4 potansiel 25 انرژی پتانسیل الکتریکی

اختلاف پتانسیل الکتریکی :

ph3 s2 4 potansiel 7 انرژی پتانسیل الکتریکی

یعنی اختلاف پتانسیل الکتریکی به بار الکتریکی بستگی ندارد .

برای میدان الکتریکی یکنواخت بین دو صفحه خازن ، زاویه تتا یا صفر است یا ۱۸۰ ، بنابراین خواهیم داشت

ph3 s2 4 potansiel 8 انرژی پتانسیل الکتریکی

که از این رابطه ، یکای دیگری برای میدان الکتریکی بدست می آید که ولت بر متر می باشد .

ph3 s2 4 potansiel 9 انرژی پتانسیل الکتریکی

نکته : اگر در جهت خط های میدان جابجا شویم ، پتانسیل الکتریکی کاهش می یابد .

نکته : پتانسیل نقطه ای از مدار را که به زمین متصل است را صفر در نظر می گیریم .و به آن پتانسیل نقطه زمین می گویند .

مثال ۳ : در شکل زیر پتانسیل و بزرگی میدان الکتریکی نقاط A و B و C را با هم مقایسه کنید .

ph3 s2 4 potansiel 5 انرژی پتانسیل الکتریکی

پاسخ مثال ۳ : میدان الکتریکی بین دو صفحه خازن ، یکنواخت است بنابراین

ph3 s2 4 potansiel 10 انرژی پتانسیل الکتریکی

در جهت خطوط میدان یعنی از مثبت به منفی ، پتانسیل کاهش می یابد بنابراین خواهیم داشت

ph3 s2 4 potansiel 11 انرژی پتانسیل الکتریکی

نکته : بار الکتریکی مثبت خود به خود از پتانسیل بیشتر (صفحه با بار الکتریکی مثبت) به پتانسیل کمتر (صفحه با بار الکتریکی منفی) منتقل می شود . بنابراین در این جابجایی کار را میدان الکتریکی انجام می دهد و و تغییر انرژی پتانسیل منفی خواهد بود . ولی اگر در خلاف جهت میدان این بار جابجا شود ، کار توسط نیروی خارجی انجام شده است و تغییر انرژی پتانسیل مثبت خواهد بود .

وقتی می گوییم باتری خودرو ۱۲ ولت است ، یعنی اختلاف پتانسیل الکتریکی بین پایانه های منفی و مثبت آن برابر ۱۲ ولت است . اگر پتانسیل پایانه منفی را با V و پتانسیل پایانه مثبت را با V+ نشان دهیم خواهیم داشت :

ph3 s2 4 potansiel 22 انرژی پتانسیل الکتریکی

یعنی پتانسیل پایانه مثبت آن به اندازه ۱۲ ولت از پتانسیل پایانه منفی آن بیشتر است . مثلا اگر پتانسیل پایانه منفی را برابر با  -۴V  فرض کنیم ، آنگاه پتانسیل پایانه مثبت آن +۸V است .

کار انجام شده توسط نیروی خارجی :

فرض کنید در یک میدان الکتریکی ذره ای با بار q را با اعمال نیرویی از نقطه ای به نقطه ی دیگر جابه جا کنیم . در حین این حرکت ، نیروی خارجی (ما) کار Wext را روی بار انجام می دهد ، در حالی که نیروی الکتریکی نیز کار WE را روی آن انجام داده است . با استفاده از قضیه کار – انرژی ، تغییر انرژی جنبشی بار q چنین می شود :

ph3 s2 4 potansiel 23 انرژی پتانسیل الکتریکی

تمرین ۱: ذره ای با بار الکتریکی ۲ میکروکولن در میدان الکتریکی یکنواخت E از A تا B و سپس از B به C منتقل می گردد .

ph3 s2 4 potansiel 4 انرژی پتانسیل الکتریکی

الف) تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی بار در این جابجایی را حساب کنید .

ب) اختلاف پتانسیل بین دو نقطه A و C را بیابید .

تمرین ۲: اگر بار الکتریکی ۵- میکروکولن را در داخل میدان الکتریکی از نقطه A با پتانسیل ۲ ولت به نقطه ی B با پتانسیل ۴- ولت منتقل نماییم .انرژی پتانسیل الکتریکی آن به اندازه ی ………………… میکروژول ………………..(افزایش-کاهش) می یابد .

تمرین ۳: کدامیک از گزینه های زیر در مورد مقایسه پتانسیل الکتریکی و بزرگی میدان الکتریکی دو نقطه A و B صحیح است ؟

ph3 s2 4 potansiel 12 انرژی پتانسیل الکتریکی

تمرین ۴: در میدان الکتریکی یکنواخت نشان داده شده در شکل زیر ، ذره ای با بار الکتریکی q=+2nc از نقطه A تا نقطه B جا به جا می شود .

ph3 s2 4 potansiel 21 انرژی پتانسیل الکتریکی

الف) انرژی پتانسیل الکتریکی این ذره در این جابه جایی افزایش می یابد یا کاهش ؟

ب) اگر بخواهیم این ذره را از نقطه B به A برگردانیم ، کاری که باید انجام دهیم مثبت است یا منفی ؟

ج) اگر به جای بار قبلی بار q=-4nc مسیر A تا B را طی کند ، با نوشتن رابطه ای مناسب بیان کنید اختلاف پتانسیل الکتریکی بین این دو نقطه نسبت به حالت اولیه چه تغییری می کند ؟

 

تمرین ۵: بار نقطه ای ۵ میکرو کولنی به جرم ۲g را در یک میدان الکتریکی یکنواخت افقی به بزرگی ۲۰۰۰N/C رها می کنیم . تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی بار پس از طی جا به جایی ۱۵cm چند میلی ژول است ؟

حل تمرین ها  :

 

نوشته انرژی پتانسیل الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/ph3-s2-4-potansiel/feed/ 3
میدان الکتریکی http://physicfa.ir/%d9%85%db%8c%d8%af%d8%a7%d9%86-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c/ http://physicfa.ir/%d9%85%db%8c%d8%af%d8%a7%d9%86-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c/#respond Sat, 11 Oct 2014 19:54:24 +0000 http://physicfa.ir/?p=273 میدان الکتریکی : نیروی وارد بر یکای بار الکتریکی مثبت را در هر نقطه ، میدان الکتریکی در آن نقطه گویند. برای بدست آوردن میدان الکتریکی در یک نقطه ، ابتدا بار آزمون ( بار مثبت) را در آن نقطه قرار می دهیم ، سپس از رابطه ی زیر استفاده می کنیم : با استفاده …

نوشته میدان الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
میدان الکتریکی : نیروی وارد بر یکای بار الکتریکی مثبت را در هر نقطه ، میدان الکتریکی در آن نقطه گویند.

ph3 s2 2 meidan 0 میدان الکتریکی

برای بدست آوردن میدان الکتریکی در یک نقطه ، ابتدا بار آزمون ( بار مثبت) را در آن نقطه قرار می دهیم ، سپس از رابطه ی زیر استفاده می کنیم :

ph3 s2 2 meidan 1 میدان الکتریکی

با استفاده از قانون کولن می توان نیروی بین بار الکتریکی و بار آزمون را حساب کرد:

ph3 s2 2 meidan 2 میدان الکتریکی

که با قرار دادن در رابطه قبلی به نتیجه زیر دست می یابیم . این رابطه ، میدان الکتریکی حاصل از یک بار الکتریکی را در نقطه ی مورد نظر را می دهد .

ph3 s2 2 meidan 3 میدان الکتریکی

و جهت میدان در هر نقطه را نیز می توان با استفاده از بار آزمون (مثبت) براحتی مشخص کرد مانند :

ph3 s2 2 meidan 4 میدان الکتریکی

اصل بر هم نهی میدان های الکتریکی : میدان الکتریکی ناشی از چند بار الکتریکی در نقطه ای از فضا ، برابر مجموع میدان هایی است که هر بار در نبود سایر بارها در آن نقطه از فضا ایجاد می کند .

ph3 s2 2 meidan 5 میدان الکتریکی

ph3 s2 2 meidan e14 میدان الکتریکی

مثال ۱: مطابق شکل زیر، دو ذره با بارهای q1=4µC و q2=-6µC در فاصله ۸ سانتی متر از یکدیگر ثابت شده اند. اندازه میدان الکتریکی خالص را در نقطه های زیر بدست آورید.

ph3 s2 2 meidan e15 میدان الکتریکیحل مثال ۱:

ph3 s2 2 meidan e16 میدان الکتریکی

مثال ۲ : در شکل زیر میدان الکتریکی برآیند را در راس بدون بار مثلث قائم الزاویه حساب کنید .( برای فیزیک یازدهم توصیه نمی شود)

ph3 s2 2 meidan e1 میدان الکتریکی

حل مثال ۲ :

 

 

ph3 s2 2 meidan e2 میدان الکتریکی

مثال ۳: دو ذره با بارهای q1=+50 nC و q2=-50 nC در فاصله ۲a=16 cm از یکدیگر ثابت شده اند. میدان الکتریکی را روی عمود منصف خطی که دو ذره را به یکدیگر وصل می کند و به فاصله x=6 cm از وسط خط واصل دو ذره ، به دست آورید. به مجموعه این دو بار الکتریکی ، دو قطبی الکتریکی گفته می شود.(برای پایه یازدهم توصیه نمی شود)

حل مثال ۳:

ph3 s2 2 meidan e8 میدان الکتریکی

صفر شدن میدان الکتریکی بین دو بار الکتریکی :

حالت اول : اگر دو بار الکتریکی هم نام باشند ، میدان الکتریکی بین دو بار و نزدیک به بار کوچکتر ، صفر می شود.

حالت دوم : اگر دو بار الکتریکی نا همنام باشند ، میدان الکتریکی در خارج از فاصله دو بار و نزدیک به بار کوچکتر صفر می شود .

برای محاسبه فاصله ها در هر دو حالت از رابطه ی زیر استفاده می کنیم :

ph3 s2 2 meidan e3 میدان الکتریکی

مثال ۳ : میدان الکتریکی حاصل از دو بار نقطه ای q1=2 و q2=32 در فاصله ۱۶ سانتی متری از بار q2 صفر می باشد . فاصله دو بار الکتریکی از یکدیگر چند سانتی متر است ؟ ( مقدار بار الکتریکی بر حسب میکرو کولن است)

ph3 s2 2 meidan e9 میدان الکتریکی

ویژگی های خطوط میدان الکتریکی :

  • خط های میدان در هر نقطه ، هم جهت با نیروی وارد بر بار مثبت واقع در آن نقطه اند ، در نتیجه جهت این خطوط از بار مثبت رو به خارج و به سوی بار منفی است .

ph3 s2 2 meidan e4 میدان الکتریکی

  • خط میدان در هر نقطه ، جهت میدان در آن نقطه را نشان می دهد و میدان در هر نقطه برداری است مماس بر خط میدانی که از آن نقطه می گذرد و با آن هم جهت است .

ph3 s2 2 meidan e5 میدان الکتریکی

  • در هر ناحیه ای که میدان قوی تر باشد ، خط های میدان به یکدیگر نزدیکتر و فشرده ترند.

 

 

  • خط های میدان یکدیگر را قطع نمی کنند ، یعنی از هر نقطه فقط یک خط میدان می گذرد.

ph3 s2 2 meidan e7 میدان الکتریکی

مثال ۴: با استفاده از بذر چمن، گلوله های فلزی، واندوگراف،روغن مایع و سیم های رابط، آزمایشی طراحی کنید که خطوط میدان الکتریکی اطراف بارهای نقطه ای را نشان دهد.

حل مثال ۴: ابتدا گلوله های فلزی را با استفاده از واندوگراف باردار کرده و در داخل روغن مایع قرار می دهیم. سپس بذر چمن را روی روغن میریزیم. مشاهده می کنیم بذرهای چمن در جهت خطوط میدان الکتریکی جهت گیری می کنند.

در ویدیوی زیر آزمایش فوق را مشاهده می کنید و علاوه بر آن خطوط بین صفحات موازی و همچنین خطوط اطراف رسانای دوکی شکل را مشاهده می کنید. و می بینید که چگالی سطحی بار درنقاط نوک تیز رسانای نا متقارن بیشتر است.

 

تمرین ۱: میدان الکتریکی حاصل از یک دوقطبی الکتریکی را روی خط عمود منصف خط واصل بین دو بار و در فاصله x از خط واصل بدست آورید .

ph3 s2 2 meidan e10 میدان الکتریکی

تمرین ۲: در شکل ، شعاع دایره ۱ متر و q=5 میکروکولن است . بزرگی و جهت میدان الکتریکی برآیند را در مرکز دایره (مرکز مختصات) با محاسبه و ترسیم تعیین کنید.

ph3 s2 2 meidan 9 میدان الکتریکی

تمرین ۳: دو بار نقطه ای q1 و q2=4q1  ، در فاصله r از هم واقع اند. میدان الکتریکی ناشی از دو بار در فاصله d1 از بار q1 برابر صفر است . اگر فاصله دو بار از هم ۲ برابر شود، میدان الکتریکی برآیند در فاصله d2 از بار q2 برابر صفر می شود. d2 چند برابر d1 است ؟

تمرین ۴: در شکل روبرو ، بزرگی میدان الکتریکی حاصل از مجموعه بار های الکتریکی q1,q2,q3 در نقطه M چند نیوتون بر کولن است ؟

ph3 s2 2 meidan e12 میدان الکتریکی

تمرین ۵: در شکل زیر ، بزرگی میدان الکتریکی برآیند حاصل از دو بار الکتریکی نقطه ای در نقطه ی B چند برابر بزرگی میدان برآیند ناشی از همان دو بار در نقطه ی A است ؟

ph3 s2 2 meidan e11 میدان الکتریکی

تمرین ۶: مطابق شکل ، دو ذره با بارهای الکتریکی q1 و q2 که خط واصل آن ها در راستای محور x است ، در دو راس یک مثلث متساوی الساقین ثابت شده اند. اگر بردار میدان الکتریکی در نقطه A مطابق شکل باشد ، اندازه و نوع بارهای الکتریکی q1 و q2 را تعیین کنید .

ph3 s2 2 meidan e13 میدان الکتریکی

 

 حل تمرین ها :

نوشته میدان الکتریکی اولین بار در فیزیکفا پدیدار شد.

]]>
http://physicfa.ir/%d9%85%db%8c%d8%af%d8%a7%d9%86-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%db%8c%da%a9%db%8c/feed/ 0