الفصل الثالث / اجلهد الكهرابئي Electric Potential

Transcript

1 هناا ح يقةقااب ت ااريف وهااب د وهااش ننااه واااة ااينب سيؤث نلي ال ل ر رقوة قها ه ن سح هدل ال ينب هش qe لن تب ي لب ينب اختر يب ولرب غي نتظم هاش ال ا ل ةااب q هااش لاا ر اا ش وة ون اتل ه ا اة اتلا ل ال لا ر الا ا شذ راودا ت هنا تن ن هالبه تن نؤث نلي رقوة قها ه q نليناا باادر اامل ر اال خاا لش اااه القااوة الا qe ذ ولوهة ت ال هش النقطب p هاخل ل ر -3 (ذ هلاو ت هنا تي ي ا لان النقطاب نلان طاور ال سا ات امنذ وهدا ال مل ةس وي المي هة هش الط قب الا نب لل ينبذ باين النقطتاين الل اه ن ها القاااوة الا ةاااب لنقااال وياااهة اااينب امخترااا ال ولراااب ااان النقطتين ن ويهاف و رأنه ال مل ال نلم ا ش a للامم ةااب ريياا ترقاان ي ااب ال ااينب ها اا هااش ي لااب و هاخال ال لا ر الا ا ش هاو ال امل ال بادور ااه W لويهة ال ينبد تي : لااان ذ وة ااا ر هااا الل اااه باااين W.. (-3) q لف SI )-3( فرق اجلهد واجلهد الكهرابئي الل ه هش لور لال ولومذ وسنطلق نلن هدل الا ةب ال تقب اسم هولف نساارب لاان ال اا لم ايةطاا لش الةساا نه و هولتاا ( )ذوهناا ح تلاا ام ل اادل الويااهة تساات ل لقةاااا و هاااا و الل ااااه ال اااامي ة اااا ل لش هولااااف m الاااادي ة اااا هر وايااااها اااان تلاااا اااان الفولااااف دوال ة وهولااف ر لايلو هولف K الدي ة هر تل ال مل ةب نههةبد ه ن ه الفصل الثالث / اجلهد الكهرابئي Electic Potential oltage Diffeence and Electic Potential و وايااه اان ليااون اان الفولاافذ ت اا هاا و الل ااه الابياا ة ة باا نن اا وقااه ل و لياون هولافذ وييا تن ن الفولف دوال ة هولاف M وقاه ل الل ه ةب نههةب تةا ذ

2 +Q -qe P قةاا و الل ااه ننااه تي نقطاابد اتفااق تن ة ااون ل ااه النقاا ن الر يااهة لااها ناان ال ااين ف ساا وة لاان ف ذ وهش ي لتن لو اخت ن النقطب ال هلب هش ال من ةب أل رح الل ه -3( ني ل نلن الل ه الا ش ننه النقطب ذ اف ا د ورا لت وةف هاش دن ت يا الل اه هاش نقطاب ا هاو نرا ة نان ال امل لوياهة ال اينب الوالا نلا مل لنقال اينب اختر يااب ولرااب اان ال من ةااب لاان تلااح النقطااب تو اان نقطااب ل ااه ااف لاان النقطااب ال نةااب( وال القب ال ي اةب هش W..(-3) q ومبه هن ن اي ة لان نقطاب اب تت لاق رفا الل اه وهاش انترا ل اه األ ف ةسا وي اف ا : واتخاااا دل ل اااا قة سااااة لاثياااا اااان ساااا ل الااااهوا الا ةاااابذ ويةااااا دلااااح ساااان تب اااا تين يونتين يهاه بين هش ال ل ولرب وي م ل ر ل ال ب +( واألخا سا لرب وي ام ل ا ر ل ال اب ا () 8-3 (ذ ننه تو يل ال ان الاا تين نلان انفا اه را أل ف نلاه تن لتي ا تفقاه نلي ن ينب ةبد وةفس دلح ر ن ال ينب الا ةب هش ي لب الاا ة ال ولراب قاه سا ف ن اا لاان األ ف الل ااه الا اا ش للااا ة ال ولرااب ال ااينب ااباا اان الل ااه الا اا ش لاا ف ولدلح ه ن ال ينب قه س ف ن الا ة لن األ ف يتن ت رح ل ه الا ة ف ا (ذ وهاش ي لاب الاا ة السا لرب هاا ن ةاب ولرااب قاه ساا ف اان األ ف لان الااا ة يتان ت هلااف ال اينت ن نلاان الااا ة ةقاا ر ن الل ااه الا اا ش لاا ف ااباا اان الل ااه الا اا ش للااا ة الساا لرب ال ااينب ولاادلح هاا ن

3 ال ينب ال ولرب قه س ف ن األ ف لن الاا ة يتان ت ارح ل اه الاا ة اف ا (ذوهش لتا اليا لتين ه ن الا تين قه هقهت ينتي ذ غي ن الي ر ة الا ة األ اةب يختلا د هرساب يل ا ال ال ه ن يت م تتأث رأي اينب ةاب تسا ي لي ا تو ن ا لان و ال ا ناف قة اب هدل ال ينبد ولدلح انتبا الل اه الا ا ش لا ف اف ا واتخاد لادلح ل ا لقةا و الل اهذ ها دا قياال ن ل و اال اا ل ااها ولراا هاا ن هاادا ة نااش انااه دا و اال راا أل ف هاا ن ال ااينب الا ةااب تس ي نه لن األ ف وال و يةح دا ن ل ه ال و ل س لر ذ دا اا ن هاا لات ون ن قطب ال ول اليل : ل ه ونلةه ه ن تي الل ااه بااين قطبااش رط يااب هااو ه اا قااها ال اامل الاادي تبدلااه الرط يااب لنقاال لن الس ل ذ و م لنقله ر متل ل ال اوذ امنتق ر ر يلات ون ن قط الرط يب ال ول لن الس ل ة نش ال و خالر انخفا ف د olt لدا ه ن ال مل ال بدور هش هدل الي لب هو: W q ( )(.6 9 ).9 8 ت ت ح ايلات ون و أنه سيلدره نيو القط ال ول وهادا ة ناش تن ا تااون نناه الل اه األنلان olt لدا ه ل مل ال بدور هش هدل الي لب ة ون : W q ( )(.6 9 ).9 8 مثال )-3(

4 و ذ) ييلا ه ال القاب باين ها الل اه و اهة ال لا رد مباه ان يسا ال امل الادي يلامم نلا مل ان قبال ن ل خ لش لتي ياح اينب اخترا q ولراب النقطتااين و بااهون ت لياال اا هااش ال اا ل طاور ال سا هاش لا ر غيا ناتظم ونلان سا ت او باين -3 (ذ هاا دا ه ااان ال ااينب q a باهون ت ليال ه ادا ة ات ن تن تااون q q E تتياا ح نلاان هاش تةاب نقطاب نلان طاور ال سا باين واق اب تياف تاأثي قاوتين ت اساتين األولان سالطب ان قبال ال لا ر الا ا ش و قاها ه وتااااون بااانفو اتلااا ل ال لااا ر والث نةاااب ةسااالط ن ااال خااا لش قاااها ه ر و اتل ل ال ل ر و دا ة رح ال مل ال نلم: ييا تو q E وتااااون W W q q E cosd E cosd..(3-3) d ال هلتين امياب تف االةب نلان ال سا a -3( و و ط ال هلتين ة ال اموةاب 3-3( نله ن ه الل ه بين النقطتين و اة اتلا ل ال لا ر الا ا شذ راودا ق نا س و لن: E cos d..(4-3) 3-3( و 7-3( ني ل نلن: W q او ( p. E) q ةس وي التمي هش ط قت الا نب( P.E..(5-3) تي تن قها ال مل ال نلم نلن هدل ال ينب وهش الي مف الخ q ب التش ة ون هي ال ل ر نتظ و وامي ل س ال اينبد هاأن ي اب ال اينب ر تل ل او ل هة ال لا ر تل ال ال اموةاب باين E وd تسا وي وت ارح ال هلاب -3 E cos 8d E d Ed....(6-3) )7 آلتش : d د تن )-3( عالقة فرق اجلهد بشدة اجملال The Relation between oltage Diffeence and Field Intensity ت ثل طور ال س بين النقطتين و ذ

5 ةظ اا اان ال هلااب 6-3( انااه ر ي اا ن الت بياا ناان ااهة ال لاا ر الا اا ش ر لويااهة فولت (ذ وة ان ثرا ف التطا بق باين هادل الوياهة والوياهة التاش ال د ها هاش الف ال الثا ن متر نيوتن وهش ) آلتش : كولوم فولت جول متر. نيوتن نيوتن متر كولوم. متر كولوم. متر كولوم دا نلم تن ه الل ه بين لويين تواميين ت اسش ال ينب ال س هب بين. هو cm - ايس : ال يه ولين تلته قها هة ال ل ر الا ش بين د 8-7 kg س نته ر ه تن ةقطة س هب قه ه اليل: 3.3 و ينته.6 9 C قها الت ليل الدي يتي ح ره ايون دا واة هش هدا ال ل ر د 3-.5cm د 7- ط قته الي ةب ر ه تن ةقطة هدل ال س هبذ Ed 4 E N. C d ناف اينب اياون ال ياه ولين ولرابد ها ن ت ليلاه ة اون ر تلا ل ال لا ر الا ا ش - 8- ل ا ونلن خط ستقةمد ت قها ل هة ن يل هل ن ال هلب : F ma qe ma a v K qe m m / sec س نب ايون ال يه ولين ر ه تن ةقطة س هب قه ه.5cm هش : ax mv m/sec 7- ط قب ايون ال يه ولين ر ه تن ةقطة ال س هب نفس هش: ( ) مثال )-3(

6 ) 3-3 (اجلهد الكهرابئي والطاقة الكامنة لشحنة نقطية Electical Potential and Potential Enegy fo Chage Point ييل ه قها الل ه الا ش هش نقطاب ثال واق اب را لق ان اينب نقطةابد نلاه توم نالقاب لفا الل اه باين النقطتاين و الاواق تين هاش ال لا ر الا ا ش الخا ة ر ل اينب ال ولراب q نلن ال س هتين و نلن التوالش بين هش ال ل 3-3 (ذ +q q E 4 E cos d تست ل ال هلب وهش هة ال ل ر الا 7-3( هش يس ه الل ه بين النقطتين و : ش هش نقطب هش الف اغ الدي ةيةط ر ل ينب q وير ه ننا d qcos 4 d qcos 4 q d q 4 4 q 4...(7-3) واآلن دا ل اااال واااااة النقطااااب تو ( هااااش الالن ةااااب تو ر يااااهة لااااها ناااان ال ااااينب qد هاااا ن ( و ت ااااااوةف هاااااا تين القة تاااااين لااااااا و هااااااش ) وة ااااارح ( ) ال هلاااب 4-3( ني ااال نلااان قة اااب الل اااه ال طلاااق نناااه النقطاااب تو (ذ وألةاااب نقطاااب نلااان س هب هش ل ر ال ينب q ني ل نلن : q..(8-3) 4

7 وييلااااا ه الل اااااه ل ل وناااااب ااااان ال اااااين ف النقطةاااااب q n د التاااااش تر اااااه ر ل سااااا ه ف q و q و... n و و... ناااان نقطااااب اااا ثاااال p n و و... يي ولوهةد تي : لااال ااينب نلاان يااهة ننااه النقطااب p واق ااااب هااااش ال لاااا ر الا اااا ش الخاااا ة ب اااا د تويساااا اا لااو نااف ال ااين ف األخاا q 4 غياا, q 4 و ادلح ة ااون الل اه الالااش هاو ي اال الل اة اللباا ي ل.سا ف ال نفاا هةذ و ا ة تخاا هادا هااو بهت الت اا ولانه هن ر ست ر ة ف قة سةب ونلن ال ل اآلتش:..... n n 4 n q n n...(9-3) n هش ال س ه ف التش تر هه ال ين ف q n نن النقطب قيه امنتر ذ وهش ي لب ون ال ينب ومنب تومي ت ال د أن تاون ال ينب ومنب نلن سطح لسم و ل تو ومنب ا ن يلم ين ر ل ت لد هة ن يلا ه الل اه الن ان نن ا بتقساةم ال اينب لان نهه بي ن ال ن التف االةب dq ثام ةيسا الل اه d الن ان نان ال نن ا ننه نقطب تر ه dq قاها ل نن ال ن التف الشد تي: dq d...(-3) 4 وييل ه الل ه الالش الن ن نن ال ينب رأا ل تل األل ام التف الةب د تي : ور ست ر ال هلتين ن لةب التا ل لل ةاة الل اوه الن ا ب نان d 4 dq.... (-3) -3( و Q واق ب هش ل ر ال ينب النقطةب تو q 4-3( ة ن يسا الط قاب الا ناب الا ةاب ألي اينب ثال و دلح ني ل نلن: ( p. E) Qq( ) 4 ( p. E) ( p. E) Qq( ) 4 و نفو األسلو الدي اترة هش يس الل ه تاون الط قب الا نب لل ينب Q هش:

8 P. E Qq..(-3) 4 مثال )3-3( q ايس الل ه ال طلق هش ال وا نلن ر ه 3cm ن ينب نقطةب 5μC 6 5 =5K اليل : 8 وC.5 وC 4.8 ل ة ا واق اب هاش ال ساتوي 8 8 مثال -3( )4 ثاال اين ف نقطةاب C xy و ثبتب هش ال واقة ال ؤ ة هش ال ل 7-3 (ذ له قها الل ه الا ش ننه نقطب األ ل الن ن نن ال ين فذ ال مل الالمم نل مل ييا لات ون لن النقطب ن س هب ر يهة لها ذ C -4-8 C 5cm cm اليل: هش : 9 36 ايس - ف ال ختلفب هش الل ه ننه النقطب

9 والل ه الالش ننه هو: 3 9 ( 36) 44 6 لات ون ر يه لها هو : نل مل ييا 8 -ال مل ال طلو W q (.6 9 )( 6) 6 مثال )5-3( يبين ال ل -3( ثال ين ف نقطةب واونب ننه ت ن ثل طور ال ه cmذ ايس الل ه ننه م ال ثل : - دا نف ل ن ال ين ف الثال C د 8- دا نف ينت ن ن ال ثل C وال ينب الث لثب C ذ cm cm x x 3 x () ().36cm cm 3 4 q n n n 4 q n ) يي : اليل: نله و ر ه م ال ثل نن ؤوسه الثالثب ن نظ يب هيث غو و نله : ثم تطبق ال هلب 9-9( للي ور نلن الل ه :

10 ني ل نلن ل ه: ( ) هش ي لب ال ينب الث لثب C مثال )6-3( لاتاا ون يتياا ح رساا نب نف س نته ننه ننه ل ه تنلنذ هش 5 m 5 m /sec /sec 6 ننااه اا و ل بنقطااب هااش ط يقااه لاان نقطااب ذ هاا دا ه يس ه الل ه باين و و اين تي ا تااون اليل : ال امل ال بادور هاش نقال ايلاتا ون ان لان ) )q د وتن الفقه ةظ ط قب ي ةب ل.لات ون د تي : ة ثال الط قاب الا ناب ال فقاوهة ) mv m (v q v mv ) ( 5 ) (6 5 ) ن دلح نستنتج تن نقطب تاون ننه ل ه تنلنذ )P.E وتسا وي q( مثال )7-3( ايس الط قب الا نب الا ةب لثال ين ف نقطةب ترب هش ال ل 6-3 (ذ 3cm cm اليل: لن ق ال تي اينب ان ال من ةاب لان نقطاب ة اون نناهه الل اه ها ن امال يلا تن يبادر نلان ال ااينبد ةظ اا نلاان هي ااب ط قااب نااب ةااب )P.E ختمنااب هااش ال ااينبذ تن نقاال ال ااينب C ان ال من ةاب م يتطلا امال ل اهم ولاوه اين ف تخا ق يرابد هاش ياين ة اون ال امل الالمم لنقل ال ينب 3C نتيلب التن ه ة C هو:

11 يي الل ه هن ة ون نتيلب ال ينب لنق اال ال ااينب 6C W 3 c 4 Qq W3 c يااا ه ننااهل يياا الل ااه ة ااون نتيلااب ال ااينتين C و C لاان ال واااة ال طلااو 3Cد ونلةه ه ن ال مل الالمم ينل م دلح هو: 6C W c بل ة ق هي ال مل الالمم لنقل ال ين ف الالةب ني ل نلن الط قب الا نب الا ةب ال ختمنب هش النظ م وهش: P. E ونلاان الط لاا تن يثبااف رااأن الت تياا الاادي نقاال رااه ال ااين ف اان ال من ةااب م يااؤث نلاان هاادل النتيلب Electon olt )4-3( اإللكرتون فولت ها ا ن هش البنه األور لن تن ويهة الط قب تو ال امل هاش النظا م الاهولش للوياهاف SI هاش اللااورذ غياا تن هاادل الويااهة ت تباا هش: بياا ة لااها ننااه الت اال ااة اللسااة ف األولةااب الات وناا فد ب وتون ف تو ين ف مي ة ن اميون ف( التش نلتقش ب هاش يقال الفيميا النووةابذ لادلح ا اان ال ن ساا الت اال ااة ويااهة تخاا للط قااب ا اام وتاثاا ال ااب اان اللااور وهااش ايلاتاا ون هولف e وت ر نلن ن ا قاها الط قاب التاش ة تساب لسام ةي ال اينب لاتا ون واياه نناه يتسا خاالر ها ل اه قاها ل هولاف واياهذ دن نناه يتيا ح لاتا ون تو ب وتاون ري ياب خاالر ل اه قاها ل واياه هولاف ها ن ط قتاه تو ال امل الاالمم منلا م الي اب وهقا لل هلاب )8-3 e (e )(.6 9 e ).6 9

12 دا نلااام ن هااا الل اااه باااين نقطتاااين هاااش لااا ر ااا ش ةسااا وي ال طلااو لتي يااح لسااةم دي ااينب قااها ه ه ااا قاااها ال ااامل e اان تيااه النقطتااين لاان األخاا بويااهافذ - 8- اللورذ W q( ) - W q (e) ( ) e لات ون هولفد 9 W مثال )8-3( اليل: