دانش تولیدات آموزشی برای دانش آموزان
“فصل نهم: الکتریسیته “
بار الکتریکی: وقتی دو جسم را با یکدیگر مالش می دهیم هر دوی آنها دارای بار الکتریکی میشوند و بر هم نیرو وارد میکنند. (مانند مالش پارچه پشمی به بادکنک یا شانه پلاستیکی به موی سر و جذب خرده کاغذ)
- *نیروی الکتریکی بین دو جسم باردار گاهی جاذبه و گاهی دافعه است.
- * بار الکتریکی اجسام بار دار دو نوع هستند: منفی و مثبت.
دو اصل مهم بارهای الکتریکی: ۱- دو جسم که بار های الکتریکی ناهمنام دارند وقتی به هم نزدیک میشوند یکدیگر را جذب میکنند
۲- دو جسم که داری بار الکتریکی هم نام دارند وقتی به هم نزدیک میشوند یکدیگر را دفع میکنند.
الکتروسکوپ(برقنما): برای تشخیص باردار بودن جسم و نوع بار آن از برق نما استفاده میکنیم.
در حالت عادی تعداد الکترون های هر اتم با پروتون هایش برابر است
وقتی دو جسم را باهم مالش می دهیم تعدادی از الکترون از یک جسم به جسم دیگر منتقل میشود. مثال: با مالش دادن میله پلاستیکی به پارچه پشمی تعدادی الکترون از پارچه به میله منتقل میشود و تعداد الکترون ملیه پلاستیکی بیشتر و پارچه کمتر شده است. پارچه بار مثبت و میله بار منفی پیدا میکند.
با مالش دادن کیسه پلاستیکی به میله شیشه‌ای تعدادی از الکترون از شیشه به پلاستیک منتقل میشود و تعداد الکترون کیسه بیشتر و میله کمتر شده ، میله بار مثبت و پلاستیک بار منفی پیدا میکند.
نکته: هنگام مالش و باردار شدن جسم فقط الکترون ها میتوانند بین دو اتم جابه‌جا شوند. * جسمی که الکترون آن کمتر میشود دارای بار الکتریکی مثبت میشود. * جسمی که الکترون آن کمتر میشود داری بار الکتریکی منفی میشود
مواد بر اساس قابلیت عبور جریان الکتریکی دو دسته هستند: رسانا: موادی مانند فلزات،مغز مداد،بدن انسان و آب ناخالص که بار الکتریکی میتواند به راحتی در آنها حرکت کند. نارسانا: به موادی مثل شیشه،پلاستیک، چوب خشک و… که الکترون های آنها به هسته هایشان وابستگی زیادی دارند و نمی توانند در این اجسام به راحتی حرکت کنند.
چرا جریان الکتریکی به راحتی از فلزات عبور میکند؟! چون تعدادی از الکترون های اتم فلز وابستگی بسیار کمی به هسته آن دارند و میتوانند آزادانه در فلز حرکت کنند، به این الکترون ها الکترون آزاد میگوییم. در فلزات تعداد این الکترون ها بسیار زیاد است.
________________________________________________________
روش تماس : وقتی الکترون ها از جسمی باردار با تماس وارد جسمی دیگر میشود، از روش تماس استفاده میشوند.
روش القای بار الکتریکی: منظور از القای الکتریکی باردار کردن اجسام بدن برخورد با یکدیگر است. این روش فقط برای باردار کردن اجسام فلزی استفاده میشود.
مثال:
وقتی دو کره فلزی در کنار هم هستند، با نزدیک کردن یک میله دارای بار الکتریکی منفی به کره فلزی a الکترون های آزاد کره براثر دافعه به دور ترین فاصله جابه جا شده و کرهa دچار کمبود الکترون شده و بار مثبت پیدا کرده و کره b بار منفی پیدا میکند.
آذرخش و تخلیه الکتریکی: ابر ها در طول مسیر خود به دلایل مختلف مثل مالش با ابر های دیگر،هوا،کوه ها یا القای الکتریکی دارای بار الکتریکی میشوند.
تخلیه الکتریکی بین دو ابر: اگر موقع نزدیک شدن دو ابر قسمت های دارای بار ناهمنام به‌هم نزدیک میشوند، به علت نیروی جاذبه بین بارهای ناهم نام، ممکن است الکترون ها از یک ابر به ابر دیگر جهش پیدا کنند. تخلیه الکتریکی معمولا با جرقه های بزرگ، تولید گرما و صدا همراه است.
تخلیه الکتریکی بین ابر و زمین: ابر های بار دار با حرکت در مجاورت سطح زمین، در زمین بار القایی ایجاد کرده و امکان تخلیه الکتریکی بین ابر ها و زمین وجود دارد و میتواند موجب آنش سوزی شود و به ساختمانها ، خطوط انتقال برق ، انسان ها و دام ها خسارت جبران ناپذیر وارد کند.
برای حفاظت از ساختمان‌های بلند از خطر آذرخش، از وسیله ساده ای به نام برقگیر استفاده میشود.
اختلاف پتانسیل الکتریکی (ولتاژ الکتریکی): اختلاف پتانسیل در یک مدار توسط یک مولد جریان، مثل باتری بین دو نقطه مدار ایجاد شده و عامل حرکت و شارش بار های الکتریکی در مدار میشود.
یکای اختلاف پتانسیل الکتریکی ولت است که با V نشان میدهیم. اختلاف پتانسیل در مدار با ولت سنج اندازه گیری میشود. ولت سنج در یک مدار به صورت موازی قرار میگیرد.
باتری ها داری دو سر( پایانه) یا (قطب) مثبت و منفی هستند و اختلاف پتانسیل باتری مربوط به اختلاف پتانسیل دوسر باتری است،که از واکنش های شیمیایی درون باتری انرژی الکتریکی و اختلاف پتانسیل ایجاد میشود.
تولید برق و در باتری با واکنش الکترولیت و قطب منفی ایجاد میگردد.
اجزای یک مدار الکتریکی:
1- مولد مثل باتری 2-مصرف کننده مثل لامپ 3-سیم رابط 4- کلید قطع و وصل وقتی کلید بسته است یعنی مدار کامل است و الکترون ها از باتری انرژی میگیرند و در مدار حرکت میکنند.
شدت جریان الکتریکی: مقدار جریان الکتریکی که در یک مدار جاری است.
یکای جریان الکتریکی آمپر است که با Aنشان میدهیم و شدت جریان را در یک مدار با آمپر سنج اندازه گیری میکنیم. آمپر سنج را در مدار به صورت متوالی قرار میدهیم.
نکته: جهت واقعی جریان الکترون ها از پایانه منفی به پایانه مثبت است ولی جهت قرار دادی برعکس است.
مقاومت الکتریکی: الکترون ها موقع حرکت در رسانا همیشه با نوعی مقاومت روبه رو هستند.
یکای مقاومت الکتریک اهم است که با A نشان می دهیم ودر یک مدار اهم را با اهم متر اندازه گیری میکنیم.
در یک مدار هرچه مقاومت الکتریکی را بیشتر کنیم شدت جریان الکتریکی در مدار کمتر میشئد و هرچه ولتاژ دو سر مدار بیشتر شود جریان بیشتری از مقاومت الکتریکی میگذرد.
