الدرس الاول: الشحنة الكهربائيه والتكهرب

                       الشحنه الكهربائية والتكهرب 
نتاجات الدرس:

  
يتوقع من الطالبة بعد نهاية هذا الدرس أن :

1- أن تعرف كل من: الموصل، العازل، شبه الموصل، الشحن الكهربائي، سلسلة الدلك الكهربائية، التفريغ الكهربائي، الشحنة الحرة، الشحنة المقيدة.
2- أن توضح خصائص الشحنة الكهربائية.
3- أن تذكر نص مبدأ حفظ الشحنة.
4- أن تذكر أجزاء الكشاف الكهربائي.
5- أن توضح مبدأ عمل الكشاف الكهربائي.
6- أن تذكر أجزاء مولد فان دي غراف.
7- أن توضح مبدأ عمل مولد فان دي غراف.
8- أن تتحقق عملياً من الشحن بالدلك، اللمس، التأثير.
9- أن تفسر مشاهدات متعلقة بالشحنات الكهربائية بالاعتماد على سلسلة الدلك الكهربائية.

    بعد مشاهدتك لهذه الفيديوهات يمكنك التوصل الى أن:

- الشحنه الكهربائيه هي احدى خصائص الماده.

- الاجسام بطبيعتها متعادله كهربائيا: أي أن عدد الشحنات الموجبه مساوليا لعدد الشحنات السالبة.

- عند دلك الاجسام معا تتولد عليها شحنات كهربائيه فتصبح مشحونه وهناك نوعين من الشحنة اما سالبة او موجبه.

* الشحن الكهربائي: اكساب الاجسام شحنه كهربائيه، عن طريق احداث خلل في توزيع الشحنات عليها.

خصائص الشحنات الكهربائيه

1- هناك نوعين من الشحنا ت الكهربائيه: الشحنات السالبة والشحنات الموجبه 

2- الشحنات الكهربائيه المتشابهه تتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب.     للمزيد

3- الشحنات الكهربائيه محفوظه وعملية الشحن الكهربائي لا تولد شحنات كهربائية جديده بل هي وسيلة تنتقل عن طريقها شحنات كهربائيه سالبه من جسم الى اخر، فيصبح الجسم الذي خسر شحنات سالبه موجبا والجسم الذي اكتسب الشحنات السالبة سالبا. 

4- توجد الشحنات في الطبيعة بمقادير محدده اصغرها مقدار شحنة الكترون واحد، ولا يمكن تجزئتها.

                               المواد الموصلة والمواد العازلة 

تصنف المواد من حيث سماحيتها لانتقال الشحنات فيها الى:

1- مواد موصلة: يمكن للشحنات الكهربائيه الانتقال من خلالها بسهولة مثل: الفلزات والمحاليل الكهرلية ويعد كل من الذهب والفضه والنحاس والالومنيوم من أجود الموصلات الفلزية.

2- مواد عازلة: لا يمكن للشحنات الكهربائيه أن تتحرك خلالها بسهولة مثل الزجاج والبلاستيك والمطاط والمحاليل الجزيئيه. والعوازل مهمه في السلامة الكهربائيه حيث تستخدم في تغطية الاسلاك الكهربائيه ومقابض الادوات الكهربائيه.

3- مواد شبه موصله: مثل الكربون والسيليكون واالجيرمانيوم، وهي تقع في المجموعة الرابعة من الجدول الدوري وتتصف بأن لها خصائص كهربائيه تقع بين المواد الموصله والمواد العازلة. فهي ضعيفة التوصيل للتيار الكهربائي ولكن اذا اضيفت اليها كمية قليلة من الزرنيخ أو الفسفور فانها تصبح موصلة وتستخدم في الصناعات الاكترونية الحديثه مثل الترانزستور والدارات الكهربائيه المتكامله كاللتي تستخدم في اجهزة الحاسوب والهاتف النقال ومصابيح الاضاءه الحديثه (led).  للمزيد

طرق الشحن الكهربائي

يمكن شحن الاجسام بثلاث طرائق هي:

الدلك، التوصيل، الحث( التأثير).

1- الشحن بالدلك: عند دلك جسمين غير مشحونين من مادتين مختلفتين بعضهما ببعض تظهر على الجسمين شحنتان متساويتين مقدارا ومختلفات نوعا فعند دلك الزجاج بالحريرتظهر على الزجاج شحنة موجبة وفي المقابل شحنه سالبة على الحرير وتكون الشحنتان متساويتين في المقدار.

وهذا يقودنا الى مبدأ حفظ الشحنه: أي أن الشحنات الكهربائيه لا تفنى ولا تستحدث ولكن تنتقل من جسم الى اخر.  للمزيد

- تظهر الشحنة على الجزء المدلوك من الجسم فقط ولا تتوزع على باقي انحاء الجسم لأنه عازل.

- تختلف المواد من حيث ميلها لاظهار شحنة كهربائية موجبة أو سالبة عند دلكها معا وقد رتبت هذه المواد في سلسلة أطلق عليها اسم سلسلة الدلك الكهربائي.

- توضع المواد الأكثر ميلا لاظهار شحنة موجبة في اعلى السلسلة والمواد الاكثر ميلا لاكتساب شحنه سالبه في اسفل السلسلة.

- عند دلك الزجاج بالحرير يصبح الزجاج موجبا لانه يقع في اعلى السلسلة والحرير سالبا لانه يقع في أسفل السلسلة.

-عند دلك مادتين قريبتين من بعضهما في السلسلة يكون مقدار الشحنه المتولدة قليل وكلما ابتعد المادتين عن بعضهما يكون مقدار الشحنه المتولده كبير.

- يمكن شحن الاجسام الموصله بالدلك كما هي الحال بالنسبه الى المواد العازلة فعند دلك ماده موصلة يتولد عليها شحنات كهربائية   وعند لمس الماده لقرص الكشاف الكهربائي تنفرج ورقتاه.

الفيزياء والتكنولوجيا 

مولد فاندي غراف: جهاز يستخدم لتوليد الشحنات الكهربائية بكميات كبيره ويتكون من حزام مطاطي يدور على بكرتين في اسفل الجهاز وفي اعلاه فيشحن الحزام بالدلك، ثم تنتقل الشحنات الى كرة من مادة موصله في اعلى  الجهاز، فتتراكم الشحنات عليها.  للمزيد  و  المزيد

الكشاف الكهربائي: جهاز يستخدم للكشف عن وجود الشحنه الكهربائية يتكون من قرص وساق موصلين، وتتصل بالساق ورقتان فلزيتان خفيفتان من الذهب أو أي فلز آخر، يحيط باجزاءه اناء زجاجي شفاف، وعند شحن الكشاف بالكهرباء تنفرج ورقتا الكشاف وقد يزود الكشاف بتدريج يشير الى مقدار الانفراج في الورقتين ؛ ويستخدم عندئذ بقياس كمية الشحنه الكهربائية اضافة الى نوعها ويسمى الإلكتروميتر.  للمزيد

شحن الكشاف الكهربائي باللمس

وللمزيد

شحن الكشاف الكهربائي بالتأثير

للمزيد

الكشف عن شحنة الكشاف الكهربائي 

صنع كشاف كهربائي