Top Banner
genius ءﻟﺒﺻﺑ ا اﻟﻤﻮاﺳﻊ اﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ إﻋﺪاد اﻟﻤﻌﻠﻤﺎن اﻻﺳﺘﺎذ أﺣﻤﺪ ﻋﺒﻴﺪ اﻟﻠﻪ واﻷﺳﺘﺎذ ﻣﺤﻤﺪ ﻣﺤﻴﺴﻦgenius
30

GENIUS genius

May 15, 2022

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: GENIUS genius

genius� ا�لبصب�ء

المواسع الكهربائي إعداد المعلمان

الاستاذ أحمد عبيد الله

والأستاذ محمد محيسن

genius

Page 2: GENIUS genius

الأستاذ احمد عبيد االله الفصل الثالثالاستاذ محمد محيسن

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١

المواسع الكهريائي : أداة تستخدم لتخزين الطاقة الكهربائية ، ويتكون من لوحين موصلين تفصل بينهم مادة عازلة

(هواء ، بلاستيك ، ورق ).

هناك عدة اشكال من المواسعات منها :

١ ) المواسع ذو الصفيحتين المتوازيتين

يتالف من صفيحتين موصلتين متوازيتين متساويتين في المساحه تفصل بيهما طبقة من مادة عازلة .

شحن المواسع :

يتم شحن المواسع عن طريق وصل طرفي الصفيحتين مع بطارية تعمل على شحنهما بشحنة متساوية احدهاهما تكون

موجبة والاخرى سالبة .

- تتطلب عملية الشحن زمنا قصيرا بعد غلق المفتاح ، حتى تنمو الشحنة على المواسع .

- يزداد جهد المواسع طرديا مع الشحنة

تنتهي عملية الشحن عندما يتساوى فرق الجهد بين صفيحتي المواسع مع فرق الجهد بين طرفي البطارية ، وعندها

تصل الشحنة على المواسع الى قيمتها النهائية ، وتكون كمية الشحنة على كل من الصفيحتين متساوية في المقدار .

المواسع الكهربائي

قبل الشحن جـ مواسعة = جـ مصدر

بعد الشحن

من علامة كمال العقل

علو الهمة ، والراضي

بالدون دني ٢ ) المواسع الاسطواني

ابن الجوزي

Page 3: GENIUS genius

يبين الشكل التمثيل البياني للعلاقة الخطية بين جهد المواسع وشحنته :

ويمثل ميل الخط المستقيم المواسعة الكهربائية ( س ) .

جـ س = شحنة احدصفيحيتي

المواسعفرق الجهد بين طرفي المواسع

مواسعة المواسع

المواسعة الكهربائية : هي النسبة بين كمية الشحنة المختزلة في المواسع وفرق الجهد بين طرفيه ( صفيحتيه ) .

تقاس المواسعة الكهربائية بوحدة ( كولوم/فولت ) وتسمى ( الفاراد ) .

الفاراد : مواسعة مواسع يختزل شحنة مقدارها ١ كولوم عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه ١ فولت .

- تعد المواسعة مقياسا لقدرة المواسع على تخزين الشحنات الكهربائية .

ســـــؤال علل : مواسعة المواسع ثابتة للموصل الواحد ؟

لان جهد الموصل يزداد بازدياد شحنته لذلك تبقى النسبة بين الشحنة والموصل وجهده ثابتا دائما . الحل :

عند شحن المواسع فان الشحنات تنتشر على سطحي صفيحتيه ،

وبذلك نستنتج انه كلما زادت مســـاحة صـــفيحة الـــمواسع فان

المواسع يصبح قادر على استيعاب كمية اكبر من الشحنة فتزداد

مواسعته بثبات الجهــد ( ج ) والبعـــد بين الصـــفيحتـــين ( ف )

وزيادة المساحة ( أ ) .

يعطى بالعلاقة ( ) ولان البعد بين صفيحتي المواسع صغير جدا فانه ينشأ مجال كهربائي منتظم

( مــ = جــ /ف ) وعليه فاننا نجد المواسعة عن طريق القانون :

مـ =

فس = ســـــؤال 1

على ماذا تعتمد مواسعة المواسع :

١) طبيعة الوسط الفاصل ( طرديا ) ٢) مساحة احدى الصفيحتين (طرديا ) ٣) البعد بين الصفحتين ( عكسيا )

الحل :

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

ســـــؤال 1

فس = أثبت أن

Page 4: GENIUS genius

ماذا نعني بقولنا ان مواسعة مواسع تساوي ( ٥ ) ميكرو فاراد ؟

اي انا المواسع يحتاج شحنة مقدارها ( ٥ ميكروكولوم ) لرفع جهده بمقدرا ( ١ فولت )

ســـــؤال 1

ســـــؤال 2

مواسع ذو صفيحتين متواريتين ، وصل مع بطارية فرق الجهد بين طرفيها ( ١٢ فولت ) ، فاكتسب شحتة

مقدارها ( ٦× ١٠ ) كولوم :

١ ) احسب مواسعة المواسع .

٢ ) اذا وصل المواسع مع البطارية ذات فرق جهد أكبر ، ماذا يحدث لكل من شحنته ومواسعته ؟

٦-

لاحظ ان : عند وصل المواسع مع بطارية ذات فرق جهد اكبر يزداد فرق الجهد بين صفيحتيه ليصبح مساويا لفرق

بالجهد ين طرفي البطارية ، ويتغير بالمقابل الشحنة الكهربائية بنفس المقدار ، فتبقى النيبة ثابتة ، اي تبقى المواسعة

ثابتة لا تتغير مهما تغير الجهد او الشحنة .

وصل مواسعان مختلفان مع مصدري فرق جهد متماثلين ، جهد كل منهما ( جــ ) ، فاكتسب المواسع الاول

شحنة ( ) ، واكتسب المواسع الثاني شحنة ( ٣ ) ، فما النسبة بين مواسعة المواسعين ؟

ســـــؤال 3

يبين الشكل التمثيل البياني للعلاقة بين جهد المواسع ذي صفيحتين متوازيتين وشحنته ، مستعينا بالشكل حسب :

أ - مواسعة المواسع

ب - شحنة المواسع النهائية اذا وصل مع بطارية فرق

الجهد بين طريفيها (٣٠ ) فولت .

ســـــؤال 4

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٣

أريد الطــيران لا الــسير

وأبتغي عمل الأعمار في

عمر

الرفاعي

ســـــؤال 5

مواسع شحنته ( ) ومساحة كل من صفيحتيه ( أ ) والبعد بينهما ( ف ) . أثبت ان فرق الجهد بين الصفيحتين

( جـــ ) يعطى بالعلاقة : جــ =ف

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 5: GENIUS genius

عند شحن المواسع فان البطارية تبذل شغلا لنقل الشحنات الى الصفيحتي المواسع ، وهذا الشغل يختزن على

شكل طاقة كهربائية في المواسع .

عند اضافة كمية من الشحنة ( ) للـــــمواسـع عند متــــــوسط

جهد مقداره ( جــ ) فان مساـــحة المستطــــيل المضـلل ( جـ )

في الشكل تمثل جزءا من الشغل الكلي الــذي بـــذلته البــــــــطارية في

شحن المواسع ، فاذا حســـبنا المساحة الكلية تحت المنحنى نكون

قد حسبنا الشغل الكلي الذي بذلته البطاريه لشحن المواسع .

وهذا الشغل يختزن في المجال الكهربائي بين صفيحتي المواسع

بصورة طاقة وضع كهربائية حيث :

الطاقة المختزلة في المواسع

الطاقة المختزنة في المواسع = مساحة المثلث

ومنها :١طـ = جـ

٢

٢طـ = س جـ ١١طـ = ٢

س٢٢

لا ينمو العقل إلا بثلاث

إدامة التفكير ، مطالعة كتب

المفكرين ، واليقظة

لتجارب الحياة

مصطفى السباعي

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٤

عملية تفريغ المواسع :

تتحول الطاقة المختزنة في المواسع الى شكل اخر من الطاقة عند وصل طرفي المواسع بجهاز كهربائي مثل مصباح

كهربائي ، فعند اغلاق المفتاح في الدارة المبينة في الشكل ، تتحرك الشحنات من الصفيحة الموجبة الى الصفيحة

السالبة عبر المصباح، ويمر في الدارة تيار كهربائي يبدا بقيمة معينة ، ثم يتناقص الى ان يوول الى الصفر : فيضيء

المصباح مدة وجيزة ، وتسمى هذه العملية تفريغ المواسع .

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 6: GENIUS genius

مواسع كهربائي ذو صفيحتين متوازيتين ، وصل مع مصدر جهد ( ٨ ) فولت ، ويبين الشكل المجاور العلاقة بين

جهد المواسع وشحنته في اثناء عملية الشحن ، احسب :

١ ) مواسعة المواسع

٢ ) الطاقة المختزلة في المواسع عندما يكون فرق الجهد

بين صفيحتيه ( ٢ ) فولت .

٣ ) الطاقة المختزلة في المواسع عند رفع جهده ( ١٢ ) فولت .

ســـــؤال 1

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٥

مواسعان مواسعة الاول ( ٢ ميكرو فاراد وجهده ( ٢٠ فولت ) ، والثاني مواسعته ( ٤ ) ميكروفاراد وجهده

(١٠ فولت ) . اي المواسعين يختزن طاقة اكبر ؟

ســـــؤال 2

ســـــؤال 3

مواسع ذو صفيحتين متوازيتين مشحونتين ، والطاقة المختزلة فيها ( ط ) ، اذا قل فرق الجهد بين صفيحتيه الي

النصف ، فماذا يحدث للطاقة المختزلة فيه ؟

يبين الشكل المجاور العلاقة البيانية بين الجهد الكهربائي والشحتة لاكثر من مواسع كهربائي ( ع ، ل ، س )

بالرجوع للشكل المجاور :

١ - حدد اي المواسعات يختزل طاقة اكبر .

٢ - ماذا يحدث للمواسع ( ل ) اذا وصل مع بطارية جهدها ( ٣ جــ ).

ســـــؤال 4

الجواب : يحدث تفريغ كهربائي بين الصفيحتين مما يودي الي تلف المواسع .

عل

س

جـ ( فولت )

( كولوم )

٢

٢ جـ

جـ

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 7: GENIUS genius

ســـــؤال 5

يبين الشكل المجاور تغيرات الجهد الكهربائي بين صفيحتي مواسع متوازيتين والبعد بينهما ، اذا علمت انا

الشحنة النهائية للمواسع . (٨٫٨٥×١٠ كولوم ) . احسب :

١ - مساحة احدى صفيحتي المواسع . ( الجواب = ٥× ١٠ م )

٢- مواسعة المواسع . ( الجواب = ٤٫٤٢٥×١٠ فاراد )

١٢-

٢-٣

١٢-

٢

١٫٥

١

٠٫٥

ف ( سم )

جـ ( فولت )

ســـــؤال 6

مواسع ذو صفيحتين متوازيتين ، وصل مع فرق جهد ( ١٢٠ ) فولت ، فكانت الكثافة السطحية للشحنة

على صفيحتين ( ١٧٫٧ ) نانو كولوم / سم ، احسب البعد بين صفيحتيه ؟ ( الجواب = ٦ × ١٠ م )٦- ٢

١٢٣

ف ف

٢ف

رمز المنحنى البعد بين الصفيحتين مساحة الصفيحة الواحدة المواسع

ســـــؤال 7

يبين الجدول الاتي الابعاد الهندسية لثلاث مواسعات ، بالرجوع للرسم المجاور ، حدد لكل مواسع المنحنى

الذي يناسبه.

انتبه مواسعة المواسع هو الميل ، والميل يعني اي كم يميل المنحنى عن محور السينات اي كم يبعد عن السينات

، فاكثر منحنى يبعد عن السينات يكون له اكبر ميل اي اكبر مواسعة .

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٦

ظة ملاح

١ ) عندما يبقى المواسع متصلا مع المصدر وقمنا بتغيير ( ) او ( ) او ( ف ) فان :

أ ) الشحنة ستتغير . ب ) الجهد سيبقى ثابت .

٢ ) عندما يكون المواسع مفصولا عن المصدر وقمنا بتغيير ( ) او ( ) او ( ف ) فان :

أ ) الجهد سيتغير . ب ) الشحنة تبقى ثابتة .

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 8: GENIUS genius

مواسع ذو صفيحتين متوازيتين يتصل مع بطارية . اذا اصبح البعد بين صفيحتيه ثلاث اضعاف ما كان عليه

مع بقائه متصلا بالبطارية ، فكيف يتغير كل من :

المجال الكهربائي فرق الجهد شحنته مواسعته

ســـــؤال 8

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٧

المجال الكهربائي الطافة المختزلةشحنته

ســـــؤال 9

مواسع متصل مع المصدر ، تضاعفت المساحة بين لوحيه ضعفي ما كانت عليه ، ماذا يحصل لــ ؟

مواسع مفصول عن المصدر ، نقصت المسافة بين لوحيه الى ثلث ما كانت عليه ، ماذا يحصل لــ ؟

ســـــؤال 10

المجال الكهربائي الطافة المختزلةفرق الجهد

ســـــؤال 11

مواسع ذو صفيحتين متوازيتين مساحة كل من صفيحتيه ( ٢٥ سم ) ، والبعد بينهما ( ٨٫٨٥ مم) ، شحن حتى

اصبح جهده ( ١٠٠ فولت ) :

١) احسب الطاقة المختزنة في المواسع .

٢ ) اذا اصبح البعد بين الصفيحتين ( ١٧٫٧ مم ) ، مع بقاء المواسع

متصلا مع البطارية نفسها . فاحسب الطاقة المختزنة في المواسع .

٢

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 9: GENIUS genius

ســـــؤال 12

مواسع ذو صفيحتين متوازيتين الماسفة بينهما ( ٨٫٨٥ مم ) ومساحة كل منهما ( ٢ × ١٠ م ) وصل مع بطارية

فرق الجهد بين طرفيه ( ٢٠ فولت ) حتى شحن تماما ، ثم فصل عن البطارية .

١) احسب كلا من مواسعة المواسع وشحنته .

٢) اذا قل البعد بين صفيحتي المواسع الى النصف ، فكيف يتغير كل من مواسعته وشحنته وفرق الجهد بين طرفيه ؟

٢٤-

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٨

عندما تقل المواسعة مع بقاء الجهد ثابت ، يحدث تفريغ لجزء من شحنة المواسع الى البطارية ، لذلك تقل الطاقة .

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 10: GENIUS genius

توصيل المواسعات

يتم توصيل المواسعات على التوال او التوازي او الجمع بينهما للحصول على قيمة معينة للمواسعات غير متوفرة .

التوصيل على التوازي

التوصيل بهذه الطريقة يجعل كل مواسع موصول بصفيحته مباشرة مع البطارية ، ولهذا فان كل مواسع يشحن

مباشرة من البطارية الى ان يتساوى جهد كل مواسع مع جهد البطارية .

جـ م = جــ ١ = جـ ٢في التوصيل على التوازي تكون المواسعات متساوية الجهد

١٢كليةالشحنة الكلية تكون مساوية مجموع شحنة المواسعات + =

المواسعة المكافئة: كلية = + ومنها س م جـ = جـ س١ + جـ س٢

س م =س ١ +س ٢ ١٢

لكن :كليةس م =

جـ

ملاحظة تكون المواسعة المكافئة في حالة التوازي اكبر من اكبر مواسعة في الدارة

حال خاصة : في حال تساوت المواسعات في حالة التوازي فإن س م = ن × س

ن : عدد المواسعات س : قيمة المواسعة الواحدة

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٩

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 11: GENIUS genius

ملاحظة

التوصيل على التوالي

والتوصيل على التوالي يجعل صفيحة المواسع الاول المتصلة بالقطب الموجب للبطارية تكتسب شحنة

موجبة (+ ) فتشحن الصفيحة المقابلة لها بالحث بشحنة سالبة ( - ) اما المواسع الثاني فتكتسب صفيحته

المتصلة بالقطب السالب للبطارية شحنة سالبة (-ش) وتشحن الصفيحة المقابلة لها بالحث بشحنة موجبة (+ ).

في حالو التوصيل على التوالي تكون المواسعات متساوية في الشحنة

الجهد الكلي ( جهد البطارية ) يكون مساويا مجموع جهد المواسعات

المواسعة الكافئة :

١٢كلية = =

جـ ك = جــ ١ + جـ ٢

جـ = جـ ١ + جـ ٢

= س م + س ١

س ٢

جـ س م =

= س م ١

س ١١

س ٢١

س ٣١

+ + ....... +

المواسعة المكافئة في حالة التوالي تكون اصغر من اصغر مقاومة في الدارة

حالة خاصة : في حال تساوت المواسعات في حال التوالي : س=س/ن

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٠

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 12: GENIUS genius

التوصيل

توازيتوالي

١٢كلية = =

جـ ك = جــ ١ + جـ ٢

= س م ١

س ١١

س ٢١

س ٣١

+ + ....... +

جـ م = جــ ١ = جـ ٢

١٢كلية + =

س م =س ١ +س ٢

المواسعة المكافئة : هي المواسعة الواحدة التي يمكن ان تحل محل مجموعة من المواسعات دون ان تحدث

تغيرات في الدارة الكهربائية .

أمثلة متنوعة

+-

ب أ

fس ٢ = ٦ fس ١ = ٣

+-

ب أ

fس م = ٢

ســـــؤال 1

أحسب المواسعاة المكافئة في الحالات الآتية :

+-

+-

+-

fس ١ = ١٠fس ٢ = ٤

fس ٣ = ٦

fس ٣٢= f١٠س ١ = ١٠

fس م = ٥

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١١

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 13: GENIUS genius

fس ١ = ٦

fس ٢ = ٤

fس ٣ = ٥ ب أ ب أ fس م = ٢

س ١ = ١

س ٢ = ١

س ٣ = ١

س ٤ = ١

س ٣ = ١٥س ٤ = ٩ س ٥ = ٢

س ١ = ١٨

س ٢ = ٣٦

س ٢= ٦

س ٤ = ١٦

س ٣ = ٩

س ١= ٣

د

هـ

قيمة كل مواسعة

= ٤ ميكرو فاراد

س ١ س ٢

س ٣ س ٤

س ٥

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٢

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 14: GENIUS genius

fس ١ = ١

fس ٢ = ٣

fس ٣ = ٥ ب أ

fس ٢ = ٣

fس ١ = ١

fس ٣ = ٥ بأ

fس ٣١= f٣س ٢ = ٣

fس م = ٢

أ

ب

٢

٢

٤

٥

١

f

ff

f

f

١f

١f

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٣

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 15: GENIUS genius

fس ٢ = ٦ fس ١ = ٣

ملاحظة نعبر عن فرق الجهد بالاشكال الاتية :

+-

س ٢س ١

جـ

ص س

س ٢ س ٣س ١

V

بأ

هـد

يعبر ( جـ ) عن فرق الجهد الكلي حول المواسعات يعبر ( جـ أ ب ) عن فرق الجهد الكلي حول المواسعات

ويعبر ( جـ د هـ ) عن جهد المواسع ( س ٢ ) فقط ويعبر (جــ س ص ) عن جهد المواسع ( س ٢ ) فقط

من خلال الاشكال التالية احسب في كل حالة :

١) المواسعة المكافئة ٢ ) شحنة وجهد كل مواسع ٣ ) طاقة كل مواسع

Vقراءة الفولتميتر حول مواسع تعبر عن جهد المواسع = جـ س ص

ســـــؤال 2

١٥ فولت

fس ٣ = f٣س ٢ = f٩س ١ = ١٨

أ )

ب ) واجب اذا كان جـ ب = ٣٠ فولت

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٤

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 16: GENIUS genius

في الشكل المجاور ، اذا كان ( جــ اب = ٤٠ فولت ) وقراءة الفولتميتر = ٣٠ فولت ، احسب ( س ٢ )

V

fس ٢ = ؟؟fس ١ = ١٠

ب أ

ســـــؤال 3

ســـــؤال 4

بالاعتماد على الشكل المجاور واذا كانت مواسعة الاول ( ٥ ميكرو فاراد. وفرق الجهد بين النقطتين ( أ ، ب )

( ١٨ فولت ) ، احسب :

١) مواسعة المواسع الثاني ( الجواب = ٧٫٥ ميكرو فاراد )

٢) الطاقة المختزلة في المواسع المكافئ ( الجواب = ١٣٥٠ ميكرو جول )

ب أ س ٢ س ١

جـ = ٣٠ فولت

ســـــؤال 5

بالرجوع للشكل المجاور ، اذا علمت ان شحنة المواسع الاول ( ٣٠٠ ميكرو كولوم ) احسب فرق الجهد

الكهربائي لمصدر الشحن .

الجواب ( جـ = ٥٠ فولت )

مصدر شحن

fس ٢ = f١٠س ١ = ١٥

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٥

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 17: GENIUS genius

يبين الشكل مواسعين متصلين معا على التوالي وموصولين الى مصدر فرق جهد كهربائي ( جـ ) ، معتمدا على

القيم الواردة على الشكل واذا علمت ان قراءة الفولتمميتر تساوي ( ٥٠ ) فولت . دون الاستعانة بالمواسعة

المكافئة للمجموعة احسب :

١) الشحنة الكلية في الدارة .

٢) فرق جهد المصدر ( جـ )

٣ ) الطاقة الكلية المختزنة في المجموعة .

V

V

جـ = ٣٠ فولت

س ١ = ٣ × ١٠ فاراد ٦-

س ٢ = ٥ × ١٠ فاراد ٦-

ســـــؤال 6

ســـــؤال 7

معتمدا على البيانات في الشكل المجاور ، وذا علمت ان الشحنة المختزلة في المواسع ( س ) تساوي ( ٣٠ )

ميكرو كولوم ، وان ( جـ اب = ١٥ فولت ) ، احسب مواسعة المواسع ( س ٣ ).

س ١ = ١ × ١٠ فاراد ٦-

س ٢ = ٢ × ١٠ فاراد ٦-

س ٣

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٦

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 18: GENIUS genius

في الشكل اذا كانت قراءة الفولت ميتر ( ٤٠ ) فولت ، فاحسب :

١- شحنة س ٣

٢- جـــ اب

٣ - الطاقة المختزلة في المواسع الاول .

V

س ١ = ٣ × ١٠ فاراد ٦-

س ٢ = ٦ × ١٠ فاراد ٦-

س ٣ = ٤ × ١٠ فاراد ٦-

أ ب

ســـــؤال 8

في الشكل المجاور ، اذا كانت قراءة الفولتميتر تساوي ( ١٠ فولت ) واكانت قيم المواسعات معطاة

بالميكرو فاراد ، احسب :

١- المواسعة المكافئة للمجموعة .

٢- الشحنة على المواسع الثالث .

ســـــؤال 9

س ١ = ٢

س ٢ = ٤

س ٣ = ٣

V

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٧

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 19: GENIUS genius

يبين الشكل ( ٣ - ٢١ ) مجموعة من المواسعات بين النقطتين ( هـ ، د ) ، اذا علمت ان المواسعات متساوية

في المواسعة ، ومواسعة كل منها ( ٣ ) ميكرو فاراد و ( جــ ا د = ٦ ) فولت ، احسب :

أ ) الشحنة الكلية لمجموعة المواسعات .

ســـــؤال 10

ســـــؤال 11

اذا كانت مواسعة الثلاثة ( س ١ = ٣س ، س ٢ = س ، س ٣ = ٥س )

١) جد المواسعة المكافئة للمجموعة بدلالة ( س ) .

٢) رتب هذه المواسعات وفقا لشحنتها تنازليا .

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٨

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 20: GENIUS genius

في الشكل المجاور اذا كانت الطاقة المختزلة في المواسعات الثلاثة ( ١٤٤ × ١٠ ) جول ، وفرق الجهد بين طرفي

البطارية ( ١٢ ) فولت فاحسب :

١ ) الطاقة المختزلة في المواسع الاول .

٢) مواسعة المواسع الثاني .

٦-

ســـــؤال 12

وصلت مجموعة من المواسعات الكهربائية مع بعضها كما في الشكل المجاور ، فاذا علمت ان فرق الجهد

الكهربائي بين النقطتين ( أ ، ب ) يساوي ( ٤ فولت ) وبالاعتماد على القيم المثبتة على الشكل وحيث المواسعات

بالميكروفاراد ، احسب :

١) الشحنة الكلية في المجموعة المواسعات .

٢) مقدار المواسعة الرابعة .

س ٢ = ٩

س ٤

س ٣ = ١٨

س ١ = ٢٤

= ٣٢ × ١٠ كل٦-

١

ســـــؤال 13

بأ

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ١٩

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 21: GENIUS genius

الشحنة الكلية لمجموعة الموا سعات .

( ١ ) ٢

(٣ ) ٤

٢+١

٤+٢

٣+٢

٤+١

س ٢

س ٤

س ٣

س ١

ود

ســـــؤال 14

تزداد مواسعة المواسع ذو اللوحين المتوازيين المشحون والمعزول بزيادة :

١) شحنته ٢) مساحة بين لوحيه ٣) المسافة بين لوحيه ٤) فرق الجهد بين لوحيه

ســـــؤال 16

مواسعان يتصلان على التوالي مع مصدر فرق الجهد . مساحة صفيحتي المواسع الثاني ضعفا مساحة

صفيحتي المواسع الاول ، والبعد بين صفيحتي كل المواسعين متساو اذا كانت الطاقة المختزنة في المواسع الاول

٦ ميلي جول فاحسب مقدار الطاقة المختزنة في المواسع الثاني .

مواسعان ( س ١ = ٢٥ ، س ٢ = ٥ ) ميكروفاراد وصلا على التوازي مع مصدر جهد ( ١٠٠ ) فولت ،

فكانت الطاقة المختزنة في المجموعة ( ط ) اذا اردنا ان يختزن المواسعان الطاقة نفسها عند توصيلهما على التوالي ،

فما فرق جهد المصدر الذي يحقق ذلك ؟

ســـــؤال 17

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٠

ســـــؤال 15

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 22: GENIUS genius

معتمدا على البيانات المثبتة في الشكل في اي الحالتين ( أ ، ب ) يكون مقدار الطاقة المختزلة في المواسعة

المكافئة اكبر ؟ فسر اجابتك .

ســـــؤال 18

ضع دائرة حول رمز الاجابة الصحيحة في كل مما ياتي :

١) مواسع ذو صفيحتين متوازيتين مشحون ، والطاقة المختزنة فيه ( ط ) ، اذا زاد فرق الجهد بين صفيحتيه الى ثلاثة

اضعاف ما كان عليه ، فان الطاقة المختزنة فيه تصبح :

أ) ب) جـ ) د )

٢) مواسعان متساوين في المساحة ، البعد بين صفيحتي المواسع الثاني ضعفي البعد بين صفيحتي المواسع الاول

، وصلا مع بطارية على التوالي . انظر الشكل ( ٣-١٩ ) ، اذا كان المجال الكهربائي بين صفيحتي المواسع الاول

( مـ ) فان المجال بين صفيحتي المواسع الثاني :

أ) مــ ب) جـ) ٢مـ د) ٤مـ

١٣

١طـ ٩طـ ٣طـ ٩

طـ

مـ٢

ســـــؤال 19

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢١

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 23: GENIUS genius

شحن مواسع بواسطة بطارية ، ثم فصل عنها فكانت الطاقة المختزنة فيه ( ط ) ، اذا زاد البعد بين صفيحتيه الى

ضعفي ما كان عليه ، ومستعينا بهذه المعلومات اجب عن الفقرتين ( ٣ ، ٤ )

٣) ان الكمية الفيزيائية التي تبقى ثابة للمواسع هي :

أ) الجهد الكهربائي ب) المواسعة جـ) الشحنة د) الطاقة

٤) ان الطاقة المختزنة في المواسع تصبح :

أ) ب) ط جـ) ٢ط د) ٤ط

٥) اذا قل البعد بين صفيحتي مواسع ذي صفيحتين متوازيتين متصل ببطارية ، فاي العبارت الاتية تصف ما يحدث

لكل من جهده الكهربائي وماسعته الكهربائية ( على الترتيب ) :

أ) يقل ، يزداد ب) يقل ، تبقى ثابته

جـ) يبقى ثابتا ، تزداد د) يزداد ، تقل

طـ٢

المواسعات في التطبيقات العملية

يوجد تصميمات عديدة للمواسعات ، منها : المواسع الاسطواني الذي يتكون من شريطين ملفوفين على شكل

اسطوانة يفصل بينهما شريط من مادة عازلة ، ( علل ) يمكننا هذا التصميم من الحصول على مواسع صفيحتيه

كبيرة وتفصل بينهما مسافة صغيرة : ما يعني زيادة قدرة المواسع على تخزين الشحنة .

فسر : يوجد حد اقصى للطاقة التي يمكن تخزينها في المواسع .

لان المواسع له حد اعلى في تخزين الشحنة ، فاذا زادت على هذا الحد يزداد الجهد ويحدث تفريغ كهربائي

عبر المادة بين الصفيحتين : ما يودي الى تلف المواسع .

على ماذا يدل الرقم المكتوب على المواسع ؟

يدل عل الحد الاعلى للجهد المسموح توصيل المواسع به .

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٢

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 24: GENIUS genius

من التطبيقات العملية للمواسعات ، دارة المصباح الوماض في الة التصوير الفوتوغرافي ( الفلاش ) .

ومبدا عمله يكون : عند الضغط على مفتاح التشغيل تغلق دارة ( المواسع-المصباح ) فيحدث تفريغ لشحنة

المواسع في المصباح ، اي تتحر الطاقة المختزلة في المواسع وتتحول الى طاقة ضؤئية .

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٣

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 25: GENIUS genius

ت عا

سوا

لما

جـ

ميال

جـ

( وم

ول ك

)

ول( ف

جـ

س =

ل مي

ال

ف

ى عل

عة س

والم

د اتم

تعية

سند

لهد ا

عالأب

ا

حة سا

لمع ا

مية

ردط

ة اف

سلم

ع ا م

يس

عك

جـ

=

طـ ١ ٢

=

طـ ١ ٢

س٢ جـ

س

=

طـ ٢

١ ٢

تعا

سوا

لمل ا

صيتو ل

صيتو

ال

ي

والت

يواز

ت

يةكل

١٢

=

=

ـ ٢ج

+ ١

جــ =

ك جـ

م س

١س ١٢١س

١س ٣+

+ ..

....

. +

٢جـ

= ١

جــ =

م جـ يةكل

١٢

+

=

٢س

+ س ١

= س م

قة طا

ال=

ثثل

لمة ا

حسا

م

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٤

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 26: GENIUS genius

شتوي ٢٠٠٨مواسع كهربائي ذو لوحين متوازيين مواسعته ( ٣×١٠ ) فاراد ، وصل لوحاه بفرق جهد مقداره (٢٠ ) فولت .

اذا علمت ان المسافة بين لوحيه (١٧٫٧×١٠ )م والوسط الفاصل بينهما هواء ،ن احسب :

١) الشحنة على كل من لوحيه . ٢) مساحة اي من لوحيه .

= س جـ

= ( ٣×١٠) ( ٢٠ ) = ٦٠×١٠ كولوم على اللوح الاول

= ٦٠ × ١٠ كولوم للاشارة السالبة ، على اللوح الثاني

٣-

١١-

+-١١-

١١- ١١-

= ف٢ ) س = س ف

= ( ١٧٫٧ × ١٠ ) ( ٣ × ١٠ )

٨٫٨٥ × ١٠

٣-١١-

= ٦ × ١٠ م -١٢٢-

٢

الحل :

شتوي ٢٠٠٨

معتمدا على البيانات المثبتة على الشكل ، واذا علمت ان جـ أ ب = ٢٠ فولت ، وقراءة الفولتميتر = ( ٨ ) فولت

احسب :

١) الشحنة على كل من المواسعين ( س ١، س٢)

٢) مواسعة المواسع ( س٣ ).

V

V

س ١ = ٢ × ١٠ فاراد ٦-

س ٢ = ٤ × ١٠ فاراد ٦-

أ ب

س ٣

١ ) ١ = جـ ١ س ١ = ٨ × ٢ × ١٠ = ١٦ × ١٠ كولوم ٦-٦-

٢ = جـ ٢ س ٢ = ٨ × ٤ × ١٠ = ٣٢ × ١٠ كولوم ٦-٦-

١٦ × ١٠ + ٣٢ × ١٠ = ٤٨ × ١٠ ٢ ) ٣ = ١ + ٢ =٦-٦-٦-

جـ ٣ = جـ أ ب - جـ فولت = ٢٠ - ٨ = ١٢ فولت

٣س ٣ = جـ ٣

٤٨ × ١٠

١٢

٦-

٤ × ١٠ فاراد = = ٦-

الحل :

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٥

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 27: GENIUS genius

٢ ) جـ أ د = جـ ٣٢ = س ٣٢٣٢ =

٤٥ × ١٠ ٦ × ١٠

٦-

٧٫٥ فولت = -٦

٣١ ) طـ ٣ = س ٣ جـ ٢ ٢

٢

١= × ٤ × ١٠ × ( ٧٫٥ ) = ( ١١٢٫٥ × ١٠ ) جول ٢

٢٦-٦-

شتوي ٢٠١٤

معتمدا على الشكل المجاور وبيانته . اذا كان فرق الجهد بين النقطتين ( ب ، د ) يساوي (١٥ ) فولت فاحسب :

١) المواسعة المكافئة لمجموعة المواسعات .

٢ ) فرق الجهد بين النقطتين ( أ ، د ) .

٣) الطاقة المختزنة في المواسع ( س٣ )

س ١ = ٢ × ١٠ فاراد ٦-

س ٣ = ٤ × ١٠ فاراد ٦-

س ١ = ٣ × ١٠ فاراد ٦-

الحل :

٣f ) ( س ٢ ، س ٣ ) توازي س ٣٢ = س ٢ + س ٣ = ٤+ ٢ = ٦

١س ٣٢ ، س ١ توالي = س م

١+ س ٣٢

١= س ١

١ ٦ +

١٣

٢f= س م

شتوي ٢٠١٣ب ) ثلاثة مواسعات كهربائية متماثلة ، المواسعة الكهربائية ، المواسعة الكهربائية لكل منها ( ٦× ١٠ ) فاراد

تتصل معا كما في الشكل ، فاذا كانت شحنة المواسع ( س١ ) تساوي ( ١٢×١٠) كولوم ، احسب :

١) الطاقة الكهربائية المختزنة في المواسع (س١).

٢) فرق الجهد بين طرفي المصدر .

٦-

٦-

س ٢س ١

س ٣

١ ) طـ ١ = ١س ١ ٢

( ١٢ × ١٠ ) ١

٦ × ١٠

٢ ٦-

٦-١٢ × =

٢ ) جـ ١ = س ١

١

٢

= ( ١٢ × ١٠ )

٦ × ١٠

٢ ٦-

٦-

١٫٢ × ١٠ جول = ٥-

٢٠ فولت =

وبما أن المواسعات متاماثلة على التوالي تكون الجهود متساوية

جـ ( المصدر) = ٢ × ٣ = ٦ فولت أو جـ ( المصدر ) = ٢ + ٢ +٢ = ٦ فولت

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٦

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 28: GENIUS genius

وصلت مجموعة من المواسعات الكهربائية مع بعضها كما في الشكل المجاور ، فاذا علمت ان فرق الجهد

الكهربائي بين النقطتين ( أ ، ب) يساوي ( ٤ ) فولت ، وبالاعتماد على القيم المثبتة على الشكل ، احسب :

١) الشحنة الكلية في مجموعة المواسعات .

٢) مقدار المواسعة الكهربائية (س٤).fس ٣ = ١٨ fس ٢ = ٩

fس ١ = ٢٤

س ٤

ج ) ١ - ك = ١ = ٣٢ × ١٠ كولوم ( من الشكل )

٢ - س م =

٦-

جـ كلي

٣٢ × ١٠ =الكلية ٤

٦-

س م = ٨ × ١٠ فاراد ٦-

س ٣٢ = ( س ٢ ، س ٣ ) توالي س ٢ × س ٣

س ٢ + س ٣ =

٩ × ١٨

٩ + ١٨ ٦ × ١٠ فاراد =

٦-

( س ٣٢ ، س ٤ ) توازي

س م

١

س ٤٣٢ = س ٣٢ + س ٤ = ( ٦ + س ٤ ) × ١٠ فاراد ٦-

= ( س ١ ، س ٤٣٢ ) توالي ١

٢٤ +

١

٦ + س ٤

س ٤ = ٦ × ١٠ فاراد ٦-

صيفي ٢٠١٦

صيفي ٢٠١١

س ٣ = ٤ × ١٠ ٦-

س ٢ = ٦ × ١٠ ٦-

س ١ = ٣ × ١٠ ٦-

كهـ

ب) اعتمادا على البيانات على الشكل المجاور ، واذا علمت ان جهد ( هـ ك ) = ٢٠ فولت

احسب : ١) فرق الجهد بين طرفي المصدر الكهربائي .

٢) الطاقة المختزنة في المواسع ( س٢) .

الحل :

الحل :

ب - جهد المصدر = جهد ( س ١ ) + جهد ( س ٢ )

٢٠ × ٣ × ١٠ ١= ١ - ١ = جـ هـ ك × س ١ ٦-

= ٦٠ × ١٠ كولوم ٦-

= ٦٠ × ١٠ كولوم ٢ ١= ٦-

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٧

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 29: GENIUS genius

جـ ٢ = س ٢

٢ =

٦٠ × ١٠

٦ × ١٠

٦-

١٠ فولت = -٦

جهد المصدر = ٢٠ +١٠ = ٣٠ فولت

١ ٢ - طـ ٣ = جـ ٣ × س ٣ ٢

١ = ( ٣٠ ) × ٤ × ١٠٢

٦- ٢ =١٨ × ١٠ جول

٤-

د

هـ

س ١ س ٢

س ٣ س ٤

س ٥

أ ) احسب المواسعة المكافئة لمجموعة المواسعات بين النقطتين ( د ، هــ )

علما انها متساوية وقيمة كل منها ( ٢) مايكرو فاراد .

fس ٢٤١ = ٢+ ٢ = ٤ ( توازي )

( توازي ) fس ٥٤٣ = ٢+٢+٢ = ٦

س ٢١ مع س ٥٤٣ توالي

س ك = ٤ × ٦

٦+٤f= ٢٫٤ توالي

شتوي ٢٠١١

الحل :

س ١ = ٦ × ١٠ فاراد ٦-

س ٢ = ٣ × ١٠ فاراد ٦-

س ٣ = ١٨× ١٠ فاراد ٦-

يبين الشكل مجموعة من المواسعات الموصولة معا اذا كانت شحنة المواسع ( س ١) تساوي (١٤٤ × ١٠ )

كولوم فاحسب :

١) المواسعة المكافئة لمجموعة المواسعات .

٢) شحنة وجهد المواسع ( س٣ ).

٦-

شتوي ٢٠٠٩

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٨

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي

Page 30: GENIUS genius

س ١ ، س ٢ توازي

س م = ( ٦ + ٣ ) × ١٠ = ٩ × ١٠ فاراد ٦-٦-

٩ × ١٨ س م = س م ، س ٣ توالي ٢٧

× ١٠ = ٦ × ١٠ فاراد ٦-٦-

( ١

( ٣ = ١ + ٢ ٢

جـ ١ = جـ ٢ = س١

١

١٤٤ × ١٠ ٦ × ١٠

= ٦-

٢٤ فولت = -٦

٢ = س ٢ جـ ٢

= ٣ × ١٠ × ٢٤ = ٢ × ١٠ كولوم ٦-٦-

( ١٤٤ × ١٠ ) + ( ٧٢ × ١٠ ) ٣ == ٢١٦ × ١٠ كولوم -٦-٦

٦-

٣ جـ ٣ = س ٣

٢١٦× ١٠ ١٨× ١٠

= ٦-

١٢ فولت = -٦

س ١

س ٣س ٢

ب) ثلاث مواسعات مواسعة كل منهم ( ٦×١٠) فاراد ، متصلة معا كما في الشكل ، اذا علمت ان شحنة س٣

(٣٦٠ × ١٠ ) كولوم ، احسب :

١) السعة المكافئة للمجموعة

٢) فرق الجهد ( أ ب ) .

٦-

٦-

الحل :

ب ) المواسعات موصوله مع� على التوازي

س م = س ١ +س ٢ +س ٣ = ٣ ( س )

س ك = ٣ × ٦ × ١٠ = ١٨ × ١٠ فاراد

٢ ) جـ أ ب = جهد أي مواسع =

٦-٦-

س ٣

٣٦٠ × ١٠ = ٣

٦ × ١٠ = ٦٠ فولت

٦-

٦-

صيفي ٢٠١٠

الاستاذ محمد محيسن الأستاذ احمد عبيد االله ٢٩

الفصل الثالثالمواسع الكهربائي