الكهرباء الساكنة

     بسم الله الرحمن الرحيم

الكهرباء الساكنه و قانون كولوم

أول حاجه لازم نعرفها هى مفهوم الكهرباء الساكنه , و هو باينه من اسمها ( ساكنه )مش بتتحرك , بتبقي موجوده في الاجسام علي هيئه شحنات , و لما بندرس, بندرس شحنه نقطيه , يعنى شحنه واحد بس

اول حاجه هنبتدى بيها هى " قانون كولوم في الكهربيه " قالنا ايه الراجل ده ؟

كولوم

كولوم قال (اي شحنتين كهربيتين مقدارهما (q1 , q2) بينهما مسافه r ,تنشأ بينهما قوه تجاذب او تنافر حسب إشاره الشحنتين ,, هذه القوه تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الشحنتين و عكسيا مع مربع المسافه بينهما)

كلو دلوقتى بيقول : مش فاهمين حاجه !؟

كل الي كولوم قالو ان انا عندى شحنتين بينهم اي مسافه , هيتولد قوه كهربيه بينهم , القوه دى بتزيد لما :-

1 -قيمه الشحنتين بتزيد ( و ده منطقي جدا , كل لما الشحنه تزيد القوه تزيد )

2- لما المسافة بين الشحنتين تقل ( و برضو منطقي , كل لما الشحنتين يقربو من بعض , تكون القوه اكبر)

من 1 , 2 هنلاقي ان

كلو دلوقتى بيستغرب و بيقولى ايه ال k ده ؟؟ K ده اسمو الثابت الكهربي ,و ده بيختلف من وسط لأخر (الوسط الي فيه الشحنتين طبعا , لما بيختلف القوه بتتغير ) بس هو في الهواء الجوي بيساوى

كده يبقي احنا عينا ( مقدار ) القوه , اومال الاتجاه بنعينه ازاى؟؟ الاتجاه بسيط هو ان الشحنات المتشابهه تتنافر و المختلفه تتجازب

ملحوظه : أحنا عمالين نقول الشحنة , الشحنة , و كلو عامل نفسو فاهم معنى الشحنة ؟ طب يعنى ايه الشحنة؟ الشحنة هي (عدد الالكترونات الناقصة او الزائده مضروبة في شحنة الالكترون )

العلاقه بين القوه الكهربيه و المجال الكهربي و شدته :-

خلاص , ده كان كلامنا عن القوه الكهربيه , بس هو فيه علاقه بين القوه الكهربيه وشده المجال الكهربي ؟؟ طبعا في علاقه ما بينهم طب كمان سؤال ,هو المجال الكهربي هو هو شده المجال الكهربي ولا فيه اختلاف ؟؟ فعلا معظم الناس بتفكر كده, بالرغم من الاختلاف الكبيييييييير بين المفهومين , طب إيه الفرق؟؟

المجال الكهربي هو :المنطقه المحيطه بالشحنه و تظهر بها آثار كهربية ( يعنى إيه برضو ؟؟ ) الموضوه كله لو انا عندى شحنه , المنطقه الي حوالين الشحنه دى , الي بيظهر آثار كهربيه نتيجه الشحنه الحته دى او المنطقه دى اسمها ( المجال الكهربي ) و المجال الكهربي اده اتجاهه بسيط جدا , و هو طالع من الموجب داخل للسالب زي الصور دى

خلاص دى كل الحاجات عن المجال الكهربي , اومال شده المجال ده بقي عباره عن إيه؟

شده المجال الكهربي هو نفس القوه الي اتكلم عليها كولوم , بس الفرق بقي في ايه؟ ان كولوم كان القوه بين اي شحنتين , لكن شده المجال الكهربي , هو القوه بين شحنتين بس بتكون واحده منهم , موجبه و قيمتها تساوى 1 ده صوره قانون كولوم

طب لما بتكون واحده من الشحنتين دول ب واحد كولوم بتبقي صوره القانون عاملا إزاى ؟ ساعيتها بنعوض عن واحده من الشحنتين بواحد كولوم , و بيبقي اسم القوه ساعتها E شده المجال الكهربي

فيكون شده المجال هى: القوه المؤثره علي وحده الشحن الموجبه الموجوده علي بعد r من الشحنه الاخري و لو استبدلنا وحده الشحن دى بشحنه عاديه , فيكون القوه = الشحنه الجديده *شده المجال ,

                                                       F = qE

كل ده لو كانت الشحنه في نقطه , اومال لو كانت الشحنه متوزعه علي جسم كامل  , ينفع نجيب شده المجال للجسم ده ؟ اه اكيييييييييييد

بصو هو الموضوع طويل شويه , لأن المجال بيختلف من جسم لأخر (قضيب , قوس , حلقه ,,,, الخ ) بس هى الفكره العامه ان احنا بنعامل الجسم علي انه مجموعه من النقط , فبنجيب شده المجال الناتجه من نقطه واحده , و بعدين نعمم علي بقيه النقط (و ذلك بالتكامل ), بس الي عايز يعرف انا تحت امره يراسلنى و هيكون عندى إجابه ليه بإذن الله

و بعد كده هننتقل لحاجه اسمها " خطوط القوى الكهربية " "خطوط الفيض الكهربي"

خطوط الفيض الكهربي:-

التعريف : هى خطوط وهميه , تساعد علي تحديد إتجاه شده المجال , و المماس ليها عند اي نقطه , بيدينل إتجاه شده المجال عند النقطه دى و طبعا زى ما قولنا قبل كده , الاتجاه من الشحنه الموجبه للسالبه

اومال ايه فايده الخطوط دى!!؟ما احنا عارفين الاتجاه و خلاص؟ في الرسم , لما عدد الخطوط دى بيزيد , ده بيدل ان الشحنه قيمتها كبيره , و لما بتقل , بيدل ان قيمه الشحنه قليله

دي خطوط الفيض الكهربي, اومال ايه الفيض الكهربي!!؟ الفيض الكهربي , هو عدد خطوط الفيض الكهربي , التي تخترق السطح عموديا , و هى كميه قياسية (مالهاش اتجاه ) ليها مقدار فقط و القانون

F = هى عدد خطوط الفيض الكهربي , التي تخترق السطح عموديا E= المجال الكهربي الذى يخترق السطح dA = متجه المساحه و هو عمودي علي السطح و للخارج

و q  هى الزاويه بين E , dA

و ده هيخلينا ندخل في قانون جاوس

إيه قانون جاوس ده!؟

جاوس

قانون جاوس هو " عدد خطوط القوى الكهربيه الماره عموديا علي سطح اختياري ( سطح جاوس ) يساوى مجموع الشحنات الموجوده داخل ذا السطح مقسوما علي ثابت سماح الوسط" يعنى ايه برضو ؟؟

جاوس بيقول لو عندنا سطح عليه شحنات فإحنا عايزين نحسب عدد خطوط القيض الكهربي , هنعمل إيه ؟؟ بنرسم سطح من عندنا تخيلي (مش موجود اصلا ) اسمه سطح جاوس و هنقول ان عدد خطوط الفيض الكهربي يساوى مجموع الشحنات الي جوه سطح جاوس الي انا لسه راسمه , بس مقسوم علي حاجه اسمها ثابت السماح الكهربي

و الصيغه الرياضيه هى :-

ناس كتير هتقول : إيه ثابت السماح الكهربي ده !؟ ده ثابت يعنى رقم ,و بيساوى في الهواء eo = 8.85 x 10-12 C2/N.m2

و يعتبر الأستخدام الرئيسي لقانون جاوس هو : ايجاد المجال الكهربي نتيجه جسم مشحون و طب ازاى ؟

بنرسم سطح جاوس عادى جدا بس شروطه :-

1- انه لازم يكون بيمر بالنقطه الي عايزين نحسب عندها المجال 2- يكون متماثل بالنسبه للمجال (يعنى نرسمه بحيث يكون المجال ثابت علي سطح جاوس ) 3- يكون سطح مغلق

وبعدين نعوض في القانون عادى جدا , بس بمراعاه الزاويه بين شده المجال و متجه المساحه , و نراعي المساحه , حسب مساحه سطح جاوس الي بيخترقه المجال

و النهاية

يا رب يكون المقال عجبكم , و انا راعيت فيه , الاختصار و البساطه في الكلمات , و احيانا التفكير مكان القارئ حتى يكون الموضوع سلس سهل , يصل القارئ ايا كان تخصصه او مجال علمه

و السلام عليكم

مراجعي :- 1 - كتاب " اساسيات الفيزياء" لأعدادى هندسه الاسسكندرية 2-موقع الفيزياء العربي www.hazemsakeek.com