قانون حفظ الطاقة و التوالي و التوازي في الدائرة
*الدائرة الكهربائية المغلقة: تضيء اللامبة عندما تكون موصولة ببطارية واسلاك موصلة لذلك يكون المسار مغلق.
*هنالك مواد موصلة ومواد عازلة (تسمح/ لا تسمح بمرور تيار كهربائي).
*لا تمرر جميع المواد الموصلة تيارا كهربائيا بنفس المدى.
التوصيل على التوالي:
* عندما تكون المركبات الكهربائية موصولة ببعضها البعض في الدائرة الكهربائية.
* توجد لكل مركبين نقطة وصل واحدة فقط.
* تكون المركبات موصولة مع بعضها على شكل سلسلة, الواحد تلو الاخر.
* شدة التيار في الدائرة الموصولة على التوالي هي ثابتة طول الدائرة.
* اضافة مقاوم (او جهاز اخر) على التوالي الى مقاوم معطى في مثل هذه الدائرة تزيد المقاومة الكلية للدائرة, ولذلك تقلل من شدة التيار.
* فصل احد الاجهزة / المقاومات في الدائرة الموصولة على التوالي يوقف سريان التيار في الدائرة كلها.
توصيل على التوازي:
*عندما تكون المركبات الكهربائية موصولة ببعضها البعض في طرفيها.
*يشبه هذا التوصيل ماسورة ماء تتفرع لعدة مواسير ثانوية.
*في الدائرة التي مركباتها موصولة على التوالي, اضافة مركب على التوازي تقلل من المقاومة الكلية للدائرة. ولذلك تزداد شدة التيار في الدائرة الرئيسية.
*فصل احد المركبات لا يؤدي الى وقف التيار في التفرعات الاخرى.
*شدة الجريان في التيار الرئيسي تساوي مجموع شدة التيارات في التفرعات.
لماذا توصيل الاجهزة الكهربائية بمصدر الطاقة الكهربائية في البيت على التوازي؟
الاجابة:
التوصيل على التوالي:
*اذا تعطل جهاز واحد تتعطل جميع الاجهزة.
*لتشغيل جهاز واحد يجب تشغيل جميع الاجهزة.
ولذلك فقط نستعمل التوصيل على التوازي بسبب:
*يجب ان لا تتغير قدرة الطاقة التي يأخذها جهاز نتيجة لتوصيل جهاز اخر الى مصدر الطاقة الكهربائية.
مثال: لسنا معنيين ان تتغير قدرة الطاقة الكهربائية للامبة عند تشغيل جهاز اخر, اذ تتغير عندها شدة اضاءته.
*للحفاظ على قدرة ثابتة يجب الحرص على ان يبقى فرق الجهد وشدة التيار ثابتين.
قانون حفظ الطاقة:
*قانون حفظ الطاقة: كمية الطاقة لا تتغير في تحولاتها, الطاقة لا تولد من العدم ولا تفنى. (كمية الطاقة لا تتغير, لا تزداد ولا تقل, عند تحولها من نوع الى اخر او عند انتقالها من جسم الى اخر).
لقد تعلمنا:
*الطاقة الكهربائية هي الطاقة التي تتجلى في التيار الكهربائي, حيث ان التيار الكهربائي هو حركة الالكترونات باتجاه واحد.
*في المواد الموصلة (الفلزات بالذات) توجد حركة للإلكترونات بين الذرات هذه الحركة موجودة كل الوقت حتى عندما لا يمر تيار كهربائي في المادة. لكنها حركة عشوائية في جميع الاتجاهات وليس باتجاه واحد.
*يشترك في التيار الكهربائي فقط جزء من الكترونات ذرات الموصل. هذه الالكترونات المرتبطة برباط ضعيف مع ذرات الموصل لذلك نسميها الالكترونات الحرة.
*عادة يشترك من كل ذرة 1-3 الكترونات في التيار من بين جميع الالكترونات التي في الذرة.
مثال:
الاجهزة الكهربائية مزودة بكابل ينتهي بالقابس الكهربائي, داخل الكابل يمر سلكان داخليان رفيعان وظيفتهما توصيل التيار الكهربائي وهذه الاسلاك موصولة للكهرباء (فلزية), ويوجد سلك ثالث وظيفته التأريض. (ابعاد الشحنة الكهربائية الفائضة بغرض الامان).
سؤال:
بأية طريقة تولد محطة الكهرباء طاقة الكهرباء؟
الحل:
1) عن طريق تحويل الطاقة الكيماوية المنطلقة من حرق المازوت (احد انواع نواتج تكرير النفط الخام) او من حرق الفحم.
عند حرق مصادر الطاقة هذه, تتحول الطاقة الكيماوية الى طاقة حرارية, تستغل لغلي الماء والحصول على بخار ماء وتيار البخار يحرك التوربينة, والتوربينة تحرك المولد وحركة المولد تؤدي الى توليد تيار كهربائي.
2) عن طريق طاقة ارتفاع شلالات الماء, فالشلال الذي يسقط من ارتفاع على التوربينة, يحركها والتوربينة تدور المولد وهكذا نحصل على الطاقة الكهربائية.
لماذا ترتفع درجة حرارة كل موصل يسري فيه تيار كهربائي؟
ذرات المادة الصلبة لا تنتقل من مكان الى اخر لكنها تتذبذب مكانها ولذلك لها طاقة حركية, الموصل مادة صلبة مكونة من ذرات والكترونات التيار الكهربائي تتقدم بين الذرات. تصطدم الالكترونات اثناء حركتها بذرات الموصل دون توقف, في هذه التصادمات تفقد الالكترونات المتحركة كل طاقة حركتها تقريبا وتتسارع من جديد, اثناء التصادمات بذرات الموصل ينتقل جزء من طاقة حركة الالكترونات الى ذرات الموصل ويؤدي الى زيادة سرعة تذبذب الذرات وهذه الحركة المتزايدة معناها ارتفاع درجة حرارة الموصل.
أي عندما يسري تيار كهربائي في موصل ترتفع درجة حرارته نتيجة لتصادمات الالكترونات مع ذرات الموصل.
درجة الحرارة لا تستمر في الارتفاع دون توقف لأنه في مرحله معينه تتوقف درجة حرارة السلك عن الارتفاع في هذه المرحلة تكون كمية طاقة الحرارة المتولدة في السلك مساوية لكمية الطاقة المنطلقة منه.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق