فصل۳فیزیک۱

امروزه در اطراف ما، در منزل، محیط کار، خیابان های داخل شهر و . . . همیشه با وسیله هایی روبرو می شویم که از انرژی الکتریکی استفاده می کنند. الکتریسیته در زندگی ما نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. در این فصل الکتریسیته و کاربردهای آن را مورد بحث قرار می دهیم

بقیه در ادامه...

بار الکتریکی

هر اتم از دو قسمت، شامل هسته و الکترون ها تشکیل می شود. الکترون ها حول هسته می چرخند و هسته که فضای بسیار کوچکی از اتم را اشغال می کند، خود از ذره های ریزی به نام پروتون و نوترون تشکیل می شود. بار الکتریکی الکترون، منفی و بار الکتریکی پروتون، مثبت است. اندازه ی بار الکترون و پروتون مساوی است و فقط علامت آن ها متفاوت است
نوترون بار الکتریکی ندارد. هرگاه اتم در حالت عادی باشد، تعداد الکترون ها و پروتون های آن با هم مساوی است

هنگامی که یک تیغه ی شیشه ای را با پارچه ی ابریشمی یا یک تیغه ی پلاستیکی را با پارچه ی پشمی مالش دهیم و به خرده های کاغذ نزدیک کنیم، مشاهده می کنیم که خرده های کاغذ جذب این میله ها می شوند

یک تیغه ی شیشه ای را با پارچه ی ابریشمی مالش می دهیم و به وسیله ی نخ خشک آن را از گرانیگاه آویزان می کنیم. تیغه ی شیشه ای دیگری را با
پارچه ی ابریشمی مالش داده و به تیغه ی آویخته نزدیک می کنیم. مشاهده می کنیم، تیغه ی آویخته دور می شود

اگر همین اعمال را با دو تیغه ی پلاستیکی که با پارچه ی پشمی مالش داده شده اند، انجام دهیم، نتیجه ی یکسانی حاصل می شود

اما اگر آزمایش را با یک تیغه ی شیشه ای که با پارچه ی ابریشمی باردار شده است و یک تیغه ی پلاستیکی که با پارچه پشمی مالش داده شده است، انجام دهیم. تیغه ی آویخته به تیغه ای که در دست ما است نزدیک می شود

این آزمایشها نشان می دهند، دو تیغه ی باردار با بارهای هم نوع یک دیگر را می ربایند و دو تیغه ی باردار با بارهای غیرهم نوع یک دیگر را می رانند

وقتی یک بادکنک را با پارچه ی پشمی مالش می دهیم و آن را به دیوار نزدیک می کنیم، باد کنک به دیوار می چسبد

هرگاه یک شانه ی پلاستیکی را با پارچه ی پشمی مالش دهیم و آن را به آبی که از یک شیر آب جریان دارد، نزدیک کنیم، مشاهده می شود که آب به طرف شانه کشیده می شود

مدار الکتریکی

یک مدار الکتریکی ساده از مولد، کلید، مصرف کننده (لامپ) و سیم های رابط تشکیل می شود. وقتی کلید را
می بندیم، در مدار جریان الکتریکی برقرار می شود و لامپ روشن می شود. جهت واقعی جریان الکتریکی در مدار از پایانه ی منفی به پایانه ی مثبت است. ولی طبق قرار دارد، جهت جریان الکتریکی در مدار از پایانه ی مثبت به پایانه ی منفی است

اگر به دو سر یک رسانا، اختلاف پتانسیلی اعمال کنیم، در آن رسانا جریان الکتریکی برقرار می شود و رسانا در مقابل این جریان الکتریکی، از خود مقاومت نشان می دهد. مداری مطابق شکل می بندیم. با بستن کلید، جریان الکتریکی در مدار برقرار می شود. جریان الکتریکی مدار و ولتاژ دو سر مقاومت را در جدولی یادداشت می کنیم
اختلاف پتانسیل دو سر مدار را به کمک منبع تغذیه تغییر می دهیم و در هر نوبت جریان الکتریکی و ولتاژ را از آمپرسنج و ولت سنج یادداشت می کنیم. اگر نسبت ولتاژ دوسر مقاومت به جریان الکتریکی مدار را در هر نوبت حساب کنیم، به طور تقریبی عدد ثابتی به دست می آید
این نسبت را مقاومت الکتریکی می نامند

قانون اهم
نسبت اختلاف پتانسیل دوسر هر رسانا به جریانی که از آن می گذرد، مقدار ثابتی است. این مقدار ثابت همان مقاومت الکتریکی رسانا است

در این رابطه، اختلاف پتانسیل یا ولتاژ بر حسب ولت ، جریان الکتریکی برحسب آمپر و مقاومت الکتریکی برحسب اهم است

توان الکتریکی مصرفی در رسانا

آهنگ مصرف انرژی در هر دستگاه الکتریکی را توان مصرفی آن دستگاه می نامند. توان را با نماد نمایش می دهیم و یکای آن ژول بر ثانیه یا وات است. بنابه تعریف، توان الکتریکی مصرفی یک رسانا برابر است با