تبلیغات
فیزیک دبیرستان در ایوان غرب
<

فیزیک دبیرستان در ایوان غرب
آرامش چیست؟ نگاه به گذشته و شکر خدا... نگاه به آینده و اعتماد بخدا... نگاه به اطراف و جستجوی خدا... نگاه به درون و دیدن  
نویسندگان
ق
فال امروز

استخاره آنلاین با قرآن کریم


تعبیر خواب آنلاین

  م

خدمات وبلاگ نویسان-بهاربیست

م

س: الكتروسكوپ یا برق نما چیست؟

ج: وسیله ای است كه بر اساس القاء الكتریكی عمل می كند و موارد استفاده آن عبارتند از:

1- پی بردن به وجود بارهای الكتریكی كم و ضعیف در یك جسم.

2- تعیین نوع بار الكتریكی در یم جسم.

3- تعیین رسانایی یا نارسانایی یك جسم.

الكتروسكوپ تشكیل شده است از یك میله 

س: الكتروسكوپ یا برق نما چیست؟

ج: وسیله ای است كه بر اساس القاء الكتریكی عمل می كند و موارد استفاده آن عبارتند از:

1- پی بردن به وجود بارهای الكتریكی كم و ضعیف در یك جسم.

2- تعیین نوع بار الكتریكی در یم جسم.

3- تعیین رسانایی یا نارسانایی یك جسم.

الكتروسكوپ تشكیل شده است از یك میله فلزی كه در یك طرف آن كلاهكی فلزی و در طرف دیگر ورق نازك طلا( یا یك فلز دیگر) نصب شده و مجموعه در داخل یك جعبه شیشه ای قرار دارد.

فعالیت 2: الف-  هرگاه جسمی را كه دارای بارالكتریكی است به كلاهك یك الكتروسكوپ بدون بار تماس دهید، چه اتفاقی می افتد؟ آیا ورقه طلا از تیغه فلزی دور می شود؟ چرا؟ علت را توضیح دهید.

ب- می خواهیم در یك جسم رسانای بدون بار الكتریكی ( یك الكتروسكوپ یا یك كره رسانا) بار الكتریكی القا كنیم. برای انجام این كار یك تیغه پلاستیكی كه دارای بار الكتریكی منفی است در اختیار شما است. مراحل مختلف كار را شرح دهید. اگر به جای تیغه پلاستیكی، تیغه شیشه ای را كه دارای بار مثبت است بكار برید، نوع بار الكتریكی القا شده چه تغییری می كند؟

جواب الف:  هر گاه جسمی مثل یك میله ابونیتی با بار منفی را به كلاهك الكتروسكوپ تماس دهیم، در اثر القاء الكتریكی، بارهای مثبت جذب میله شده و در روی كلاهك جمع می شوند و نیز بارهای منفی از میله رانده شده و به روی ورقه طلا و تیغه فلزی می روند. در این حالت تیغه فلزی ورقه طلا را به علت داشتن بارهای همنوع رانده و از خود دور می كند.

neg Conduction animation (6k)

pos conduction electroscope(6k)

جواب ب: ابتدا تیغه پلاستیكی را كه بار منفی دارد به كلاهك الكتروسكوپ نزدیك می كنیم تا ورقه طلا به اندازه دلخواه از تیغه فلزی دور شود. در همین حال الكتروسكوپ را به وسیله تماس با انگشت در مدت كوتاهی به زمین وصل می كنیم. سپس انگشت را برداشته و تیغ پلاستیكی را از الكتروسكوپ دور می كنیم. ملاحظه می شود ورقه طلا همچنان در حال انحراف باقی می ماند زیرا در الكتروسكوپ بار خالص مثبت ایجاد شدهاست.

اگر همین آزمایش را با تیغه شیشه ای كه بار مثبت دارد انجام دهیم، بار ایجاد شده در الكتروسكوپ منفی خواهد بود.

 

 

 

 چگونه با یك الكتروسكوپ كه از قبل بارالكتریكی دارد می توانید پی ببرید جسمی كه در اختیار شماست:

الف- بار الكتریكی دارد یا خیر؟

ب- رساناست یا نارسانا.

جواب الف- جسم را به كلاهك الكتروسكوپ نزدیك می كنیم( یا به آن تماس می دهیم) . اگر ورقه طلا انحراف پیدا كند، جسم بار الكتریكی دارد. در این حالت میزان انحراف ورقه طلا متناسب با بارالكتریكی جسم است.

جواب ب-  ابتدا جسم را به پارچه پشمی می مالیم. سپس آن را با دست گرفته و به كلاهك نزدیك می كنیم. اگر ورقه طلا دور شود، جسم نا رسانا است. زیرا بار الكتریكی ایجاد شده در خود را حفظ كرده است. اما اگر انحرافی در ورقه طلا مشاهده نشد، جسم رسانا است، زیرا بارالكتریكی خود را از طریق دست به زمین منتقل كرده است و دیگر باری ندارد تا در الكتروسكوپ القا بار كند.

 

 

1- با دم پایی پلاستیكی تمیز روی فرش راه بروید و سعی كنید دم پایی روی فرش مالش داده شود. سپس با نوك انگشت خود، گوش و یا نوك بینی یك نفر را كه در اتاق است، لمس كنید، چه اتفاقی می افتد؟علت را توضیح دهید.

2- با چه پدیده های مشابه دیگری آشنا هستید؟ آیا ممكن است این پدیده ها خطرناك باشند؟

3- چرا زیر تانكرهای مخصوص حمل سوخت، زنجیر آویزان می كنند؟

4- آیا این پدیده در مورد هواپیما در هنگام پرواز ایجاد می شود؟ در مورد هواپیما چه تدبیری به كار برده می شود؟

جواب1: در اثر راه رفتن و مالش دم پایی پلاستیكی با فرش، بار الكتریكی منفی در كفش و بدن ایجاد می شود. هنگام تماس نوك انگشت با گوش یك نفر، با زدن یك جرقه كوچك، این بار الكتریكی به بدن او منتقل می شود.

جواب 2: اگر با لباس پشمی در داخل اتومبیل بنشینید و مدتی حركت كنید، هنگام پایین آمدن و گرفتن دستگیره برای بستن اتومبیل، بین دست شما و دستگیره جرقه زده می شود. در محل های مسدودی مثل اتاق عمل بیمارستان و یا تعمیرگاه های اتومبیل كه گازهای اشتعال زا مثل اتر جمع می شود، وقوع یك جرقه كوچك می تواند به آتش سوزی و سانحه منجر شود.

جواب 3: هنگام حركت تانكر، در اثر مالش بدنه آن با هوا مقدار زیادی بار الكتریكی در آن جمع می شود. تجمع این بار و انتقال آن به زمین یا اجسام مجاور دیگر می تواند همراه با جرقه باشد و سوخت تانكر را منفجر كند. وجود زنجیر باعث می شود تا بارهای الكتریكی ایجاد شده به طور مداوم به زمین منتقل شوند و در بدنه تانكر جمع نگردند به این ترتیب از ایجاد جرقه جلوگیری می شود.

جواب 4: هنگام پرواز هواپیما نیز در اثر مالش بدنه آن با هوا مقدار زیادی بار الكتریكی در آن ایجاد می شود. این بار می تواند برای سوخت هواپیما بسیار خطرناك باشد. برای رفع این مشكل باتری های مخصوصی در هواپیما قرار می دهند تا بارهای ایجاد شده در اثر مالش را جمع و در خود ذخیره نماید. ضمناً مقداری از این بار نیز خودبخود از محل نوك تیز هواپیما دوباره به هوا منتقل می شود.

اختلاف پتانسیل الكتریكی

تعریف: عاملی را كه موجب جریان یا شارش بارهای الكتریكی از یك نقطه به نقطه دیگر می شود،اختلاف پتانسیل الكتریكی می نامند.

بنابراین بار الكتریكی می تواند خودبخود از نقطه ای با پتانسیل الكتریكی بیشتر به نقطه ای با پتانسیل الكتریكی كمتر شارش نماید. اما برای شارش بار الكتریكی از پتانسیل كمتر به پتانسیل بیشتر باید كار انجام داد( مثل شارش آب بین دو نقطه كه با هم اختلاف ارتفاع دارند). اختلاف پتانسیل الكتریكی را با نمادنشان می دهند. و یكای آن ولت است.

تذكر: انرژی پتانسیل واحد جرم را پتانسیل گرانشی می نامند و مقدار آن برابر است با:

 تعریف پتانسیل الكتریكی

 انرژی پتانسیل واحد بار را پتانسیل الكتریكی می نامند.

س: وسیله اندازه گیری اختلاف پتانسیل چیست و چگونه در مدار قرار می گیرد؟

ج: ولت سنج است. این وسیله با قسمتی از مدار كه می خواهیم اختلاف پتانسیل دو سر آن را اندازه بگیریم، به صورت موازی قرار داده می شود. برای اندازه گیری دقیق، مقاومت داخلی ولت سنج باید خیلی زیاد باشد تا از آن جریانی عبور نكند.

 

 

 

 

س: مولد یا باتری چیست؟

ج: وسیله ای است كه با تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الكتریكی، بین دو نقطه اختلاف پتانسیل الكتریكی به وجود آورده و سبب شارش بارهای الكتریكی می شود. در واقع مولد به بارهای الكتریكی انرژی می دهد تا شارش نمایند. پیل یا مولد را با علامت  نشان  می دهند.(|+ نمایانگر پایانه مثبت و -| نمایانگر پایانه منفی مولد است.)

 

س: تعریف نیروی محركه مولد؟

ج: بیشترین اختلاف پتانسیلی كه مولد می تواند به وجود آورد نیروی محركه آن نامیده می شود.

مولد الكتریكی بسازید.

جواب: اگر مطابق دستور عمل كنیم مولدی حاصل می شود كه نیروی محركه آن حداكثر یك ولت است.

 

توان الكتریكی

 انرژی الكتریكی را كه توسط یك دستگاه در یك ثانیه به مصرف می رسد، توان الكتریكی آن دستگاه می نامند و با نماد نشان می دهند.

س: توان مصرفی از چه رابطه ای محاسبه می شود؟

 

نكته : اگر دو لامپ 60 واتی و 100 واتی را یك بار بطور متوالی و یك با بطور موازی به ولتاژ یكسان وصل نماییم ، در حالت موازی نور لامپ 100 واتی بیشتر می باشد . ولی در حالت متوالی نور لامپ 60 واتی. زیرا در حالت متوالی چون جریانها یكسان است ، لامپ 60 واتی ، ولتاژ بیشتری را از مولد دریافت می دارد . بنابراین نورش بیشتر است .

P=VI

 

 مقاومت الكتریكی یك رسانا   است. اگر شدت جریان 0.5A   از آن عبور كند، توان مصرفی رسانا چقدر خواهد بود؟

 

 

اختلاف پتانسیل 220 ولت در دو سر یك لامپ برقرار است و شدت جریان 0.25A از آن می گذرد. توان لامپ را تعیین كنید.

 

 

در دو سر یك رسانا با مقاومت الكتریكی  اختلاف پتانسیل 100V برقرار است، توان مصرفی رسانا را حساب كنید.

        P=V2/R=1002/20=500 W           

 

 

 

الف- با كار كردن مداوم یك باتری، از انرژی آن كاسته می شود یا خیر؟ آیا می توان به طریقی انرژی از دست رفته را تأمین كرد؟

ب- در چه نوع باتری هایی( مولدها) این عمل امكان پذیر است؟

ج- درون باتری( مولد) چه اتفاقی رخ می دهد كه بار الكتریكی ظاهر می شود؟

جواب الف-با كار كردن مداوم یك باتری از انرژی آن كاسته می شود. در برخی از باتری ها توسط شارژ كننده می توان انرژی كاسته شده را دوباره به باتری برگرداند.

جواب ب- در باتری های سربی خودروها و نیز باتری های خشك از نوع (نیكل- كادمیم) امكان شارژ مجدد وجود دارد.

جواب ج- هر باتری دارای دو قطب مثبت و منفی است. در اثر تغییرات شیمیایی مواد داخل باتری، مقداری الكترون در قطب منفی و به همان اندازه یون مثبت در قطب مثبت باتری جمع می شوند. هنگامی كه باتری در مدار قرار می گیرد، اكترون های قطب منفی از طریق مدار به طرف یونهای مثبت قطب مثبت به حركت در می آیند.

 

 

برای محاسبه توان، كدام یك از رابطه های P=RI یا P=VI را بكار می بریم؟

آیا می توانید رابطه دیگری برای توان الكتریكی بنویسید؟

جواب: با توجه به داده های مسئله می توان هر دو رابطه را بكار برد. اگر طرف دوم رابطه P=RI را در كسر  ضرب كنیم خواهیم داشت:

از برابری R2I2=V2 نتیجه می شود:

 

بهای انرژی الكتریكی مصرفی:

بهای انرژی الكتریكی مصرفی را كه باید برای مصرف انرژی الكتریكی بپردازیم از حاصلضرب توان مصرفی در مدت زمان استفاده شده از دستگاه بستگی دارد.

W=Pt

اگر توان مصرفی بر حسب وات باشد انرژی مصرفی بر حسب وات ثانیه خواهد بود.
اگر توان مصرفی بر حسب كیلووات باشد انرژی مصرفی بر حسب كیلووات ساعت خواهد بود. (kwh)
كه معمولاً از حالت دوم استفاده می‎شود.

(قیمت هر كیلو وات ساعت) * 

30 *

زمان *

 توان

 = بهای انرژی الكتریكی مصرفی ماهیانه

(بر حسب ریال)

 (تعداد روز)

(بر حسب ساعت)

(برحسب وات)

بر حسب ریال

مسئله: یك باتری 12 ولتی جریانی حدود 210 آمپر از آن می‎گذرد. در هر 10 ثانیه چه مقدار انرژی مصرف می شود ؟

W=VIt
W=10*210*12 =25200 Jol

مسئله: یك سماور برقی دارای توان مصرفی 2 كیلووات می‎باشد اگر به ولتاژ 220 ولت وصل شود چه جریانی از آن می‏گذرد.

P=VI
1000*2=220 I ==> I =100/11 A

مسئله : اگر یك لامپ 100 واتی در یك شبانه ‎روز 8 ساعت روشن باشد بهای برق مصرفی ماهیانه چقدر می‎شود (بهای هر كیلو وات ساعت 100 ریال فرض كنید)
توجه وات را به كیلو وات تبدیل می‎كنیم :

( قیمت به ریال)*(30 )*  p*t= بهای برق مصرفی ماهیانه
ریال 2400 = 100*30* (1000/100)* 8 = بهای برق

Eتذكر: در مراكز مسكونی یا صنعتی كه مصرف انرژی الكتریكی زیاد است، برای محاسبه هزینه لازم، زمان مصرف را بر حسب ساعت( h) و توان مصرفی را بر حسب كیلو وات( kw ) در نظر می گیرند. در این صورت با توجه به رابطه W=Pt ، انرژی مصرفی بر حسب كیلو وات ساعت ( kwh ) بوده و شمارنده ها( كنتورها) انرژی الكتریكی را بر حسب كیلووات ساعت مشخص می كنند كه برابر است با:

یك كتری الكتریكی با توان 2kw كه با ولتاژ 220v كار می كند، اگر از آب سرد پر شود 12 دقیقه طول می كشد تا به جوش آید.

الف) مقاومت الكتریكی قسمت گرماده آن چند اهم است؟

ب) اگر كتری به طور متوسط روزی سه بار برای جوش آوردن آب سرد بكار رود، قیمت مصرف متوسط برق ماهیانه آن از قرار هر كیلووات ساعت 40 ریال چقدر خواهد شد؟

جواب الف)

ب)

مصرف انرژی برای یك بار جوشیدن آب برابر است با:

و برای سه بار جوشیدن:

و برای یك ماه برابر خواهد شد با:

با در نظر گرفتن مبلغ 40 ریال برای هر كیلووات ساعت نتیجه می شود:

س: برای صرفه جویی در مصرف انرژی الكتریكی چه باید كرد؟

ج: به طور كلی باید در مصرف كلیه وسایلی كه با انرژی الكتریكی كار می كنند، مثل تلویزیون، لامپ روشنایی، اتو، یخچال، لباسشویی و غیره استفاده بهینه كرد. یعنی ازمصرف غیر ضروری آنها خودداری نمود. به خصوص هنگام اوایل شب كه مصرف برق زیاد است، نباید از وسایل پر مصرفی چون اتو و لباسشویی و كولر استفاده كرد. و همچنین می توان برای روشنایی، لامپ های مخصوص كم مصرف گازی یا مهتابی را به كار برد.

    




[ جمعه 28 بهمن 1390 ] [ 04:33 ب.ظ ] [ Geophysics شرفی ]
.: Weblog Themes By Iran Skin :.

درباره وبلاگ

این وبلاگ به بررسی فیزیک دبیرستان می پردازد . متن های این وبلاگ برای دانش آموزان و دانش جویان بسیار مفید است . تمام متن های این وبلاگ دارای تصاویر زیبا و جذاب مرتبط با متن ارسال شده هستند که بحث آموزش را بسیار آسان می کند به همین جهت دبیران فیزیک نیز می توانند استفاده مناسبی از این وبلاگ کنند .
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
CENTER>
مشاهده جدول کامل لیگ برتر ایران