تبلیغات
فیزیک - فیزیك سوم – بار الكتریكی بخش 1
فیزیک
آموزش، نکته، تست، نمونه سوال فیزیک راهنمایی
به وبلاگ فیزیک خوش آمدید.شما در این قسمت می توانید مطلب مورد نظر خود را در وبلاگ جستجو کنید. لطفا برای بهبود کیفیت وبلاگ نظرات خود را در در بخش تماس با ما در پایین صفحه قرار دهید.
در حال بارگذاری موتور جستجو
بازدید : مرتبه
تاریخ : پنجشنبه 17 شهریور 1390

انسان از زمانهای دور با پدیده هایی مشابه آنچه شما دیدید آشنا بوده است. بررسی این پدیده ها برای درك علت آنها باعث پیشرفت دانش و فناوری بسیار گسترده ای در این زمینه شده است.

به این مبحث از دانش، الكتریسیته گفته می شود. واژه الكتریسیته از نام یونانی «الكترون» به معنای «كهربا» گرفته شده است.

برای بررسی الكتریسیته، ابتدا باید با كمیتی به نام «بار الكتریكی» آشنا شویم.

وقتی میله ای پلاستیكی را با پارچه پشمی مالش می دهیم، به علت مالش میله به پارچه، در میله تغییری ایجاد می شود و میله خاصیت جدیدی را پیدا می كند. از این رو تكه های كوچك كاغذ را جذب می كند. در این صورت می گوییم میله دارای بار الكتریكی شده است. در واقع مالش سبب ایجاد بار الكتریكی در اجسام می شود.

نیرویی كه اجسام دارای بار به یكدیگر وارد می كنند، نیروی الكتریكی می نامیم.

بررسی و تحلیل مشاهدات بالا دو واقعیت مهم را نشان می دهد.

الف) نیروی الكتریكی موجود بین جسم هایی كه دارای بارالكتریكی هستند، گاهی ربایشی و گاهی رانشی است.

ب) دو نوع بار الكتریكی وجود دارد.

فرانكلین فیزیكدان آمریكایی برای تشخیص بارهای الكتریكی از یكدیگر آن ها را نامگذاری كرد:

او بار الكتریكی روی لاستیك و بادكنك (یا بارهای مشابه) را بار الكتریكی منفی و بار الكتریكی روی شیشه، پارچه پشمی و (بارهای مشابه آن) را بار الكتریكی مثبت نامید.

دو قاعده ی اساسی الكتریسیته درباره نیروهایی كه دو جسم باردار به یكدیگر وارد می كنند.

1- دو جسم كه بار الكتریكی همنام دارند(هر دو منفی، یا هردو مثبت) بر یكدیگر نیروی رانشی وارد می كنند.

2- دو جسم كه بار الكتریكی غیر همنام (یكی منفی و دیگری مثبت) دارند، بر یك دیگر نیروی ربایشی وارد می كنند.

می دانیم كه همه مواد از اتم ساخته شده اند، هر اتم از تعدادی پروتون (p) و نوترون (n) كه هسته ی آن را می سازند و تعدادی الكترون (e) كه به دور هسته در حال چرخش هستند، ساخته شده است.

بار الكتریكی مثبت به پروتون ها و بار الكتریكی منفی به الكترون ها و بار صفر به نوترون ها نسبت داده می شود.

مقدار بار الكتریكی پروتون و الكترون یكسان است. بار الكتریكی الكترون و پروتون كه كوچكترین بارالكتریكی به شمار می آید بار پایه نامیده می شود و با نماد e نمایش داده می شود.

یكای اندازه گیری بارالكتریكی كولن (c) نام دارد و مقدار آن برابر است با:

e = ۱/۶ x ۱۰-۱۹ C

بار الكترون با e- و بار پروتون با e+ نشان داده می شود.

در یك اتم در حالت عادی پروتون ها همیشه با تعداد الكترون ها برابر است،در نتیجه، چون اتم در حالت عادی دارای دو نوع بار الكتریكی مثبت و منفی به مقدار مساوی است، اتم از نظر بارالكتریكی خنثی است.

اتم چگونه دارای بار الكتریكی می شود:

الف) اگر از اتم، الكترونی جدا شود، چون تعداد پروتون های آن از تعداد الكترونهایش بیش تر می شود. دارای بار الكتریكی مثبت می شود.

ب) اگر تعدادی الكترون به یك اتم افزوده شود، چون تعداد الكترونهای آن از تعداد پروتون هایش بیش تر می شود. دارای بارالكتریكی منفی می شود.

نكته: اگر جسمی بر اثر دادن یا گرفتن الكترون، بار الكتریكی پیدا كند می توان نوشت: q=n.e

q = بارالكتریكی بر حسب كولن

n= تعداد الكترونهای مبادله شده

e= باریك الكترون

مثال: برای آنكه در جسمی خنثی بار الكتریكی 4/6 میكروكولن ( 6-10 × 4/6 كولن ) ایجاد شود، چه تعداد الكترون باید از آن گرفته شود؟

q = ۶/۴ x ۱۰-۶ C

e = ۱/۶ x ۱۰-۱۹ C

n = ?

تعداد الكترونهایی كه باید از اتم گرفته شود.

توجه: باردار شدن اتم ها فقط از طریق انتقال الكترون انجام می شود و پروتون ها در این كار نقشی ندارند، زیرا پروتون ها ذرات سنگینی هستند كه با نیروی بسیار زیادی در هسته ی اتم نگه داشته شده اند و نمی توان آن ها را به راحتی الكترون از اتم جدا كرد.

پایستگی بار الكتریكی:

می دانیم كه برای بارداركردن یك جسم باید تعدادی الكترون به آن بدهیم و یا از آن بگیریم. در این مبادله ی الكترون ها، هیچ گاه الكترونی تولید نمی شود و یا از بین نمی رود بلكه الكترون ها تنها از جسمی به جسم دیگر منتقل می شوند.

لذا با توجه به اینكه الكترون دارای مقدار معینی بار الكتریكی است، می توان گفت:

"بار الكتریكی به وجود نمی آید و از بین نمی رود، بلكه از جسمی به جسم دیگر منتقل می شود."

این اصل "پایستگی بار الكتریكی" نامیده می شود.

مواد جامد را بر اساس رسانای الكتریكی آن به سه گروه رسانا، نیمه رسانا و نارسانا تقسیم بندی می كنند.

1- در بعضی از مواد جامد الكترونهای آخرین لایه هر اتم (الكترونهای آزاد) می توانند به آسانی با گرفتن اندكی انرژی از اتم خود جدا شده و در داخل ماده جامد آزادانه جابه جا شوند. جابه جایی الكترون موجب رسانش الكتریكی ماده می شود. این گونه مواد را رسانای الكتریكی می نامیم. جسم هایی مانند مس و سایر فلزات كه به علت داشتن الكترون آزاد، بار الكتریكی درون آن ها شارش می كند رسانا می نامند.

2- در مواد جامد دیگر، الكترون ها برای رها شدن از اتم یا مولكول خود، انرژی زیادی لازم دارند و چون معمولا این انرژی را به دست نمی آورند نمی توانند آزادانه جابه جا شوند، این گونه مواد را نارسانای الكتریكی (عایق یا دی الكتریك) می نامند.

جسم هایی مانند میله پلاستیكی و شیشه ای كه الكترون ها نمی توانند در آن ها آزادانه حركت كند و در نتیجه بار الكتریكی را از خود عبور نمی دهند، نارسانا می نامند.

3- دسته دیگری از مواد وجود دارند كه در آن ها مقدار كمی الكترون به دلیل ارتعاش های گرمایی یا عوامل دیگر، انرژی لازم برای رها شدن را به دست می آورند و در رسانش الكتریكی شركت می كنند. این مواد را نیمه رسانا می نامیم.

سیلیسیوم وژرمانیوم از این گروه مواد هستند. از نیم رسانا در ساختمان دیود، ترانزیستور و مدارهای الكتریكی استفاده می شود.

نكته: وقتی به یك جسم نارسانا بار التریكی داده می شود، بار در محل داده شده بـه جـسـم باقی می ماند و در جسم جابه جا نمی شود ولی وقتی به جسم رسانا بارالكتریكی داده می شود آن بارالكتریكی در محل داده شده ساكن نمی ماند و در سطح خارجی جسم توزیع می شود. در یك جسم رسانای باردار در مكان های برجسته و تیز, تجمع بار بیش تر از سایر نقاط است.




طبقه بندی: فیزیک سوم راهنمایی، 
برچسب ها: فیزیك سوم – بار الكتریكی، فیزیک سوم راهنمایی، سمپاد، تیزهوشان، آموزش، نکته، راهنمایی، کتاب، سوال،
ارسال توسط مرضیه برزگر
تقویم


حدیث روز:

سخن روز:
اخبار علمی

پیوند های روزانه
نظر سنجی
در کدام مبحث فیزیک بیشتر اشکال دارید؟











ابر برچسب ها
مترجم وبلاگ

فیزیک اول دوم سوم راهنمایی

نمونه سوال نکته آموزش فیزیک

فیزیک راهنمایی

مطالب جالب فیزیک

سمپاد تیزهوشان