دانلود مقاله قانون کلون - میدان الکتریکی - خازن - میدان مغناطیسی

عنوان فصل : قانون کلون بارالکتریکی وماده هرگاهاوجسم غیر هم جنس به یکدیگر مالش دهیم این دوجسم خاصیت جدیدی پیدا می کنند و ان خاصیت ، خاصیت جذب ذرات ریزی مانند کاغذ است لذا گفته می شود این اجسام در اثر مالش باردار شده اند یا دارای بار الکتریکی شده اند که یکی از انها دارای بار مثبت و دیگری دارای بار منفی می شود علت باردار شدن اجسام در اثر مالش چیست؟

می دانیم که اجسام از مولکول و مولکول از اتم واتم ها نیز از ذرات ریزی به نام الکترون تشکیل شده اند .

نترون ها بار ندارند ولی الکترون دارای بار منفی و پرتون ها دارای بار مثبت هستند که اندازه بار انها یکسان هستند ولی با علامت مخالف وازمایش نشان داده است که: +e = +1/6 × c بار پروتن -e = +1/6 × c بار الکترون یک جسم در حالت عادی دارای تعداد الکترون وپرتون مساوی هستند مثلا اتم هیدروژن یک الکترون ویک پرتون دارد لذا خنثی است یا اتم سیسیم یازده الکترون ویازده پرتون دارد لذا خنثی است پس اجسام در حالت عادی خنثی می باشند یعنی بتر خالص ندارند وهنگام مالش از یک جسم به جسم دیگر تعدادی الکترون منتقل می شود ودر نتیجه جسمی که الکترون از دست داده دارای بار مثبت وجسمی که الکترون گرفته دارای بار منفی می شود مثلا چنانچه مطابق شکل از جسم به جسم، الکترون منتقل شود انگاه بار هر یک از او جسم عبارت خواهد بود از: بار جسم A - + بار جسم B (n = 1,2,3,…) - + ( تعداد الکترون منتقل شده = n ) - + جسم B جسم A اصل پایستگی بار الکتریکی : بار مجدد دوجسم و قبل از مالش صفر بوده است زیرا که همه اوخنثی بوده است پس از مالش بار مجموعه دوجسم باز هم صفر است زیرا که: نتیجه می گیریم که بار خالص مجموعه قبل و بعد از مالش فرقی نکرده است یعنی پایسته مانده است واین بیان گر اصل پایستگی بار است که طبق ان بارالکتریکی به وجود نمی اید واز بین نمی رود بلکه فقط می تواند از یک جسم به جسم دیگر منتقل شود.

بارالکتریکی کوانتیزه است (غیر پیوسته یا گسسته است): همان گونه که دو رابطه ی نشان می دهد.

بار یک جسم همواره مخرب درستی از بار یک الکترون یا بار یک پروتون است به عبارت دیگر باخاصیت گسسته دارد نه پیوسته.

مثلا بار جسمی نمی تواند برابر -4/75 e , باشد این موضوع راکوانتیزه بودن بار می گویند.

رساناها ونارساناها: همه گاه یک میله مسی با پارچه مالش دهیم میله پس از مالش ذرات کاغذ را جذب نمی کند وممکن است که میله باردار نشده است.

ولی واقعیت ان است که میله بادار شده منتهی چون رسانا می باشد بارهای ان از طریق دست بهزمی نمنتقل شده اند.

رساناها اجسامی هستند که الکترون های مدارهای اخر اتم های انها وابستگی ضعیفی به اتم داشته وبه راحتی از اتم جدا می شود که انها را الکترون ازاد میگویند در این اجسام بارالکتریکی به راحتی جابه جا میشود ولی نارسانا هااجسامی هستند که وابستگی الکترون ها به اتم ها بسیار قوی است.

لذا این اجسام الکترون ازاد ندارند و بارالکتریکی در انها قابلیت تحرک ندارد به این خاطر است که مثلا یکمیله شیشه ای در اثر مالش بار خود را حفظ می کند.

رساناها را به روش القا می توان القا کرد.که در این روش هیچ گونه تماس یا مالش مطرح نیست بلکه صرفا نزدیکی ومجاورت یک جسم بی بار مطرح می شود به عنوان نمونه مطابق شکل های زیر ابتدا یک کرهی رسانا و سپس دو کرهی رسانا با یک میله با یک میله با بار منفی با این روش باردار می کنیم.

جلسه دوم قانون کوین: همان گونه که می دانیم هرگاه دو جسم بقادار در مجاورت یکدیگر قرار گیرند بر همدیگر نیرووارد می کنند که این نیرو ممکن است جاذبه ویا دافعه باشد هرگاه بارها هم علامت باشند نیرو دافعه واگر به غیر هم علامت باشند نیرو جاذبه است .

شخصی به نام کولننیروی بین بارهای الکتریکی کوچک موسوم به بارهای نقطه ای شخصی به نام کولننیروی بین بارهای الکتریکی کوچک موسوم به بارهای نقطه ای را اندازه گیری نمود و نشان وارد که بین نیرو در امتدادخط واصل دوبار بوده واندازهی ان با حاصل ضرب مقدار بارها نسبت مستقیم وبا مجذور فاصله ی دوبار نسبت معکوس دارد که در ان ضریب ثابتی است که مقدار انبستگی به جنس محیط دارد کهبارها در ان واقع شده اند وهمچنین بستگی به دستگاه واحدهای انتخاب شده برای در دستگاه وهمچنین برای بارهای موجود در خلائ یا هوا انگاه مقدار برابر خواهد بود با معمولا در قانون کولنبه جای ضریب ثابت 12 عبارت زیر را قرار می دهند.

مثال :دوبار الکتریکی در فاصله ی 30زئ از یکدیگر قرار گرفته اند اندازهای نیروی بین انها را حساب کنید؟

8/85 قابلیت گذردهی خلاء نیروی جاذبه: چنانچه تعداد بارها بیشتر از دو تا باشد بر همه یک از بارها بیش از یک نیرووارد می شود ونیروی کل واروارد بر ان برابر جمع برواری نیروی هایی است کههمه یک از بارها به ان بار وارد می کند مثلا اگر m بار و ...

و داشته باشیم نیروی بر اینه وارد بر بار مثلا عبارت خواهد بود از : هرگاه نیروها در امتداد یک خط راست باشند بر دار بر اینه نیز درهمان راسته بوده ودر رابطه ی فرق می توان تبدیل به یک رابطه ی جدید کرد ولی چنانچه نیروها در صفحه ی می باشند با تجزیه هر یک از نیروها بر اینه را بصورت زیر نوشت: مثال سه بار بار نقطه ای مطابق شکل داده شده اند نیروی بر اینه وارد بر بار را حساب کنید؟

- - - = 1/44 n -1/44 = 5/13N در جهت - - - مثال:دو بار نقطه ای و نه فاصلع2 سانتی متر از یکدیگر قرار گرفته اند بار سوم را در چه نقطه ای قرار دهیم تا نیروی بر اینه وارد بر ان صفر شود؟

m - - حل: نقطه ی مورد نظر نمی تواند از خارج از خط و اصل دو بار باشد از طرفی اگر دوبار هم علامت باشند این نقطه باید در فاصله ی دو بار ونزدیک بار کوچه باشد ندارد مساله داده شده چون دوبار غیر هم علامتند و بار کوچکتر است لذا این نقطه باید در سمت چپ باشد: جواب منفی قبول نیست زیرا کهاین نقطه در سمت راست واقعی می شود که در انها هیچگاه نیرو صفر نمی شود.

مثال:در شکل زیر نیروی بر اینه وارد بر بار را بیابند = 1+cosθ=2cos2 = 6/912 مثال:در شکل مقابل نیروی بر آینه وارد بر بار را بیایند؟

4 cm فصل دوم:میدان الکتریکی: میدان الکتریکی چیست؟

+ میدان الکتریکی بار تر ست از فضای اطراف یک بار الکتریکی که در ان فضا بر بارهای دیگر نیروی الکتریکی وارد می شود (فرمول در فایل اصلی موجود است) شدت میدان الکتریکی: شدت میدان الکتریکی در هر نقطه از هر میدان عبارت است از:نیرویی که در ان نقطه بر واحد بار وارد می شود حال چنانچه بارq در نقطه ای از یک میدان الکتریکی واقع شود و نیروی وارد ه بر ان می باشد شدت میدان در ان نقطه بار رابطه زیر تهردین می شود ( (C) ((N بر اساس فرمول فوق نیروی بر بار مثبتهمجهت با شدت میدان است ونیروی وارد بر بار منفی مخلاف جهت شدت میدان است لذا در اطراف یکبار مثبت شدت میدان در جهت دور شدن از بار است و در اطراف یک بار منفی شدت میدان سمت بار است.

مثال:یک ذرهی بار داری به جرم 4گرم در یک میدان الکتریکی به شدت E=5 به طرف پایین بهقرار گرفته است مقدار وعلامت بار ذره بیابند؟

چون ذره معلق است پس نیروی الکتریکی بایستی به طرف بالا باشد تاثیر وزن را خنثی کند لذا نیروی الکتریکی بایسته خلاف جهت میدان باشد.

در نتیجه بار باید منفی می باشد محاسبه شدت میدان الکتریکیحاصل از یک بار معلوم: الف)بار نقطه ای 1)بار نقطه ای مثبت + Em m r q 2)بار نقطه ای منفی: - m r Em q ب)چند بار نقطه ای: هرگاه دو یا چند بار نقطه ای داده شده باشند شدت میدان در هر نقطه برابر جمع برداری شدت میدان های هر یک از بارها در ان نقطه خواهد بود.

مثلا برای سه بار و و شدت میدان در نقطه ای مانند m عبارت است از: + + مثال:در شکل مقابل شدت میدان بر اینه را از نقطه ای M بیابند؟

مثال:سه بار نقطه ای مطابق شکل داده شده اند.

شدت میدان الکتریکی را در مبده مختصات حساب کنید؟

مثال :مطابق شکل دو بار نقطه ای +q و –q به فاصله ی (3a) از یگدیگر قرار گرفته از شدت میدان الکتریکی بر اینه را در نقطه m به فاصله ی x از مبدا به دست می اید Y Y +q X -q دوقطبی الکتریکی:دو قطبی الکتریکی مجموعه ای است متشکل از دوبار نقطه ای مساوی ومختلف از علامت که در فاصله معینی از یکدیگر قرار گرفته اند (همانند بارهای مثال فوق)برای هر دوقطبی یک کمیت برداری فیزیکی به نام گشاورد دو قطبی تعریف می شود که در امتداد خط و اصل دو بار بوده و از بار منفی به طرف بار مثبت است واندازه ان برابر مقدار یکی از بارهای در فاصله میان ودو بار و با علامت p نشان داده می شود -q p بنابراین در مثال فوق که یک قطبی است گشاورد دوقطبی برابر است با:لذا را می توان بر حسب نوشت : p = 2aq هرگاه شدت میدان در مبدا مختصات مورد نظر باشد: خطوط میدان الکتریکی: گاهی اوقات برا ی نشان دادن وضعیت یکمیدان الکتریکی از خطوط منحنی های جهت دار استفاده می شود که این خطوط میدان الکتریکی می نامند ودارای ونیژگی های زیر می باشند 1)خاص بر همه از این خطوط در هر نقطهجهت وراستای میدان را رد ان نقطه نشان می دهد 2)میدان تراکم خطوط هر قسمت نشان گر شدت و ضعف میدان در ان قسمت است وبه واردی هر جا قرار گرفته خطوط زیاد می شود میدان قوی و هر جا تراکم خطوط کم باشد میدان ضعیف است.

3)این خطوط یکدیگر را قطع نمی کنند وبلکه از بار مثبت خارج وبهبار منفی قطع می شود میدان الکتریکی یکنواخت: به میدان گفته می شود که در ان خطوط میدان با یکدیگر موازی وجهت و شدت میدان در تمام نقاط یکسان می باشد (یکنواخت) E دوقطبی الکتریکی در میدان یکنواخت: مطابق شکل زیر یکدو قطبی الکتریکی یکنواخت E در نظر بگیرید به طوری که در راستای دو قطبی با میدان الکتریکی زاویه بسازد E چون دونیروی F و F مساوی ودر خلاف جهت هستند بنابر این بر آینه نیروها صفر است ومجموعه دو قطبی شتاب نخواهد داشت ولی شدت میدان باعث چرخش دوقطبی می شود که این چرخش طبق شکل در جهت عقربه های باعث خواهد بود تا اینکه زاویه صفر شود گشاورد نیروی وارد دو قطبی با رابطه زیر داده می شود گشاورد نیرو اگر یا باشد : اگر = باشد : وضعیت تعادل پایدار و وضعیت تعادل ناپیدار دو قطبی است.

مثال:در یک دو قطبی الکتریکی از دو بار که در فاصله 20 سانتی متر از هم قرار دار ند در میدان الکتریکی یکنواخت قرار گرفته است .

الف)ماکزیمم گشاورد نیروی وارد بر ان را بیابید؟

ب)در چه وضعیتی گشاورد و نیروی وارد بر ان نصف گشتاورد ماکزیم است.

(ب PE sin انرژی دوقطبی در میدان الکتریکی : هرگاه یک دو قطبی الکتریکی در میدان الکتریکی یک نواخت قرار گیرد این دوقطبی دارای انرژی پتاسیل الکتریکی خواهد بود که بار رابطه ی زیر داده می شود: P=qd گشاورد دو قطبی الکتریکی براساس این رابطه :اگر e=0 می باشد در این این صورت : =1 cos U = -PE و اگر در این صورت : a=0 در این صورت می باشد مثال: یک دو قطبی الکتریکی شامل دو بار نقطه ای که به فاصله 40cm از یکدیگر قرار گرفته اند این دو قطبی در میدان در میدان الکتریکی یکنواخت E=50 دارای قرار گرفته است که در راستای با میدان زاویه53 می سازد انرژی دو قطبی را حساب کنید؟

-9/6 j بار نقطه ای در میدان الکتریکی یکنواخت: هرگاه یک بار الکتریکی در میدان الکتریکی قرار می گیرند از طرف میدان بر ان بار نیرو وارد می شود که این نیرو طبق قانون دوم نیرتون باعث ایجاد شتاب می شود ودر نتیجه ذرهی باردار دارای سرعت ومسافت لمس شده خواهد بود هرگاه بادار(q) وجرم آن (m) باشد آنگاه می توان نوشت: هرگاه میدان الکتریکی یکنواخت باشد شتاب ذره ها ثابت خواهد بود ودر نتیجه می توان سرعت و مسافت طی شده توسط ذره ها بر حسب زمان با معاملات زیر نشان داد.

) هرگاه ذره از حال سکون در میدان الکتریکی رها شده باشد انگاه سرعت اولیه ان صفر است و این ها معادلات به شکل ساده زیر می آیند V=0 V=at = مثال :ذره ی بارداری به جرم 200 گرم و بار با سرعت اولیه در یک میدان الکتریکی یکنواخت رها می شود هرگاه حرکت آن در امتداد میدان باشد سرعت و مسافت طی شده توسط ذره ها در مدت t = 3 s بیابید؟

بخش سوم: پتانسیل الکتریکی:فرض می کنیم A و Bدو نقطه از یک میدان الکتریکی باشند هرگاه بار نقطه ای q را A به B ارامی جابه جا کنیم برای انتقال ان کار انجام می دهیم اختلاف پتانسیل این دو فقط برابر است با نسبت کار انجام شده به بار منتقل شده و به حسب زیر نوشته می شود A B q باقراردادن: در دستگاه SI ( بر حسب ژول)(q بر حسب کولن) ( بر حسب ولت می باشد) می توان نشان داد که اختلاف پتانسیل میان دو نقطه بستگی به مسیر انتقال بار از A به B ندارد وهمچنین اختلاف پتانسیل بهمقدار علامت بار منتقل شده بستگی ندارد اختلاف پتانسیل در میدان الکتریکی یکنواخت: از نتیجه به دست امده می توان دونکته ی زیر را بیان کرد 1)واحدشدت میدان که قبلا بیان شده بود براساس این رابطه واحد دیگری نیز دارد و آن نیز است.

2)طبق این فرمول ملاحضه می شود که می باشد یعنی در سوی میدان (از B به طرفA ) پتانسیل نقاط کاهش می یابد واین موضوع مختص میدان یکنواخت نیست بلکه در مورد همه ی میدان هاست .

مثال:در شکل مقابل اختلاف پتانسیل میان دو نقطه 1507 است و میدان یکنواخت در دو جهت مثبت محور X ها می باشد الف)پتانسیل کدام نقطه بیش تر است ؟ب )نسبت به میدان الکتریکی چه اندازه است Y B A X اختلاف پتانسیل در میدان الکتریکی غیر یکنواخت :(میدان بار نقطه ای) A B q هرگاه مطابق شکل A و B دو نقطه به فاصله a و b از بار نقطه ای q می باشد انگاه برای نشان دادن کهاختلاف پتانسیل میان دو نقطه A و B (B نسبت به A ) با رابطه ی زیر داده می شود .

A B q براساس فرمول فوق الزامی است که دو نقطه ی A و B و بار q بر روی یک مدار واقع شده باشد بلکه هم فاصله ی این نقاط بار است.

مثال:بار q مساوی -8 در مبدا مختصات واقع شده است اختلاف پتانسیل میان دو نقطه ی را بدست اورید ؟

پتانسیل کدام نقطه بیشتر است؟

این جا انچه هم بوده اختلاف پتانسیل میان دو نقطه بوده است نه پتا نسیل یک نقطه وولی با این با انتخاب یک مرجه پتانسیل صفر کهمعمولا زمین یا فاصله ی ویا در مکان دیگری باشد می توان از پتانسیل در یکنقطه صحبت کرد در بارهی بار نقطه ی که مرجع پتانسیل صفر ودر نهایت انتخاب می شود و با این انتخاب پتانسیل الکتریکی r در فاصله ی از بار نقطه ی q بارابطه ی زیر داده می شود.

r q مثال: شدت میدان پتانسیل الکتریکی در فاصله ی نا معلوم از یک نقطه ای به ترتیب برابر و 600 V می باشد مقدار بار فاصله ی ان نقطه تا بار را محاسبه کنید؟

پتانسیل حاصل از جند بار نقطه ای : هرگاه دویا چند بار نقطه ای مانند m داشته باشیم پتانسیل دومنقطه مانندm برابر جمع جبری پتانسیل تمام بارها خواهد بود.

مثال : در شکل مقابل را به دست اورید ؟

ب)کار لازم برای انتقال بار را از A به B بیابید ؟

A B d d d d حل الف) حل ب) =2/7 =0/6 j مثال : در شکل مقابل الف) پتانسیل الکتریکی را در نقاط را به دست اورید ؟

B L q q L 3q 2q = ب) انرژی الکتریکی: هرگاه مطابق شکل زیر دوبار نقطه ای در مجاورت هم به فاصله ی از یکدیگر قرار داشته است انرژی الکتریکی این مججموعه با رابطه ی زیر تعریف می شود r a = انرژی الکتریکی از نظر فیزیکی این انرژی برابر با ان اندازه کاری است که برای کنار قرار دادن این بارها انجامشده است واضح است کهاگر تعداد بارهایش از یکجفت باشد برای هر جفت انها جمله مشابهی وجود دارد مثلا برای سه بار خواهیم داشت مثال در شکل مقابل انرژی الکتریکی مجموعه ها را بدست اورید؟

5 cm 3 cm 4 cm سطح پتانسیل چیست؟

یک سطح پتانسیل مکان هندسی کلیه نقاطی است کهدارای پتا نسیل یکسانی می باشد شکل این سطح در موارد گوناگون متفاوت است مثلا برای بار نقطه ی کرههای متعدد مرکز وبرای میدان یکنواخت صحفه هایش موازی یکدیگر می باشد سطوح هم پتانسیل در خطوط میدان الکتریکی عمود می باشد.

سطح یک رسانی بادار است تعادل یک سطحهمپتانسیل محسوب می شود یعنی پتانسیل تمام نقاطه آن یکسان است و خطوط میدان در سطح ر سانا بر سطح عمود می باشد.

فصل چهارم: خازن وظرفیت خازن: خازن وسیله ای استکهبرای ذخیره سازی تعدادی بار الکتریکی وبه دنبال ان ذخیرهسازی مقداری انرزی الکتریکی در مدارها استفاده قرار می گیرد نوع متداول خازن معمولا از دو رسانا تشکیل شده است که انها را صفحات خازن میگویند مطابق شکل دورسانای a و b در نظر بگیرید که این مجموعه در حکم یک خازن است حال چنان چهعصفحات این خازن به یک باتری وصل کنیم باتری صفحات خازن راباردار می کند و در حالت تعادل اختلاف پتانسیل میان صفحات با ولتاژ باتری برابر می شود آنچه واقع است ان است که مقدار بار خازن با ولتاژ باتری متناسب است یعنی هرچهباتری قویتر باشد بار بیشتری بر روی صفحات جمع می شود C ظرفیت خازن است و واحد آن F (فاراد) است .

از آنجایی که یک مازاد ظرفیت بزرگی دارد لذا اغلب با واحدهای کوچکتر از فاراد مواجع می باشد؟

ظرفیت یکخازن به بار ولتاژ خازن بستگی ندارد بلکه به شکل هندسی صفحات خازن واوضاع نسبی ان ها وهمچنین جنس عایق میان صفحات بستگی دارد ظرفیت خازن: سه نوع متداول خازن عبارتند از :1) خازن مسطح : رسانای ان دو رقمی موازی یکدیگر می باشد A a فاصله ی میان دو صفحه = d - مساحت همه صفحه = A A بر حسب d بر حسب m قابلیت گذردهی خلاء 2( خازن کروی :رسانای ان و کرهی مستحه و مرکز می باشد حال چنانچه شعاع کرهی بیرونی به سمت بینهایت میل کند انگاه خازن حاصله در واقع یککرهی رسانای منفی به شعاع خواهد بود که ظرفیت آن به صورت زیر خواهد بود: C = lim 3)خازن استوانه ی :رسانای ان و استوانه ی متحدالمحور به طول یکسان می باشد h ظرفیت خازن بادی الکتریک (عایق): ازمایش نشان می دهد که هرگاه فضای میان صفحات یک خازن از عایقی پر کنیم ظرفیت خازن نسبت به حالتی کهعایق نباشد افزایش می یابد ومیزان ان بستگی بهجنس عایق دارد لذا چنانچه ظرفیت خازن بدون عایق با و ظرفیت خازن به عایق رابا C نشان دهیم آنگاه می توان نوشت.

C و که در ان ضریب ثابت الکتریک می نامند ومقدار ان بزرگتر از یکبوده و برای دی الکتریک ها ی مختلف متفاوت است و ضمنا واحد ندارد لذا مثلا برلی خازن سطح بادی الکتریک: مثال:فاصله ی میان صفحات یک خازن مسطح برابر 4 میلی متر وابعاد صفحات ان 60 سانتی متر و50 سانتی متر می باشد وهرگاه فضای میان صفحات را عایقیبا ضریب ثابت k=6 پر نموده است .

الف )ظرفیت خازن را تعیین کنید ؟ب) چنانچه این خازن را به یک باتریV 100 متصل کنیم انرژی خازن را تعیینکنید ؟ج)هرگاه خازن را از باتری جدا نموده وفاصله ی بین صفحات را 2 برابر کنید انرژی خازن را در این حالت تعیین کنید؟

K=6 الف) ب) ج) اگر خازن از باتری جدا شده وسپس فاصله صفحات ان تغییر کند بار خازن تغییر نمی کند.

انرژی خازن: هنگامی که صفحات یک خازن را یک باتری متصل کنیم باتری برای باردار خازن کار به صورت انرزی الکتریکی در فضای میان صفحات خازن ذخیره می شود بنابراین خازن بادار الزاما دارای انرزی الکتریکی هستند که چنانچه رسانای ان بهوسیله به یکدیگر متصل شوند انرزی انبه صورت ایجاد جرقه تخلیه می شود و می توان با یک محاسبه انتقال گیری ساده نشان دادکه انرزی خازن به صورت زیر است: انرژی خازن بر حسب ژول که در آن C ظرفیت خازن وولتاژ خازن می باشد.

با استفاده از رابطه ی q = CV می توان انرژی خازن را تبدیل به روابط زیر نمود" یا : نکته :فرمول انرژی خازن که به صورت فوق بیان شده مختص خازن مسطح نیست بلکه برای همه ی انواع خازن ها کاربرد دارد.

مثال:شعاع یک کرهرسانا برابر برابر 10 سانتی متر وبارکره برابر 0/02 C است.

مثال:شعاع یک کرهی رسانا برابر 10 سانتی متر وبار کره برابر است ظرفیت وانرژی اینکرهرا تعیین کنید؟

کره رسانای منفرد در حکم یک قانون است ترکیب خازنها:گاهی اوقات به حسب نیاز یا به صورت ترکیب می کنند ساده ترین نوع اتصال خازنها عبارتند از:الف)ترکیب یا اتصال موازی V B q V q هر گاه تعدادی خازن های موازی بیش از 2 خازن باشد ترکیب سری (متوالی) : B A q + - V q در حالت بیش از دوخازن سری مثال:در شکل زیر هریک از دوحالت داده شده ظرفیت معادل مدار ونیز بار ولتاژ هر خازن را بیابید؟

الف)کلید قطع باشد ب)کلید 12 وصل می باشد مثال : که در مدار شکل زیر مطلوبست تعیین:الف ظرفیت معادل مدار ب)انرژی خازن معدل فصل پنجم:میدان مغناطیسی –نیروی مغناطیسی –منابع میدان مغناطیسی میدان مغناطیسی چیست؟

میدان مغناطیسی عبارت از فضای اطراف یک بار نقطه ای متحرک اهن رها وغیره که در ان فضا اثار مغناطیسی وجود دارد به این معنا که در فضا بار متحرک ویا لیسم حامل جریان دبیگر نیرو وارد می شود وجود میدان مغناطیسی را می توان با استفاده از برادههای اهن ویا عقربه مغناطیسی اشکار سازی کرد خطوط میدان مغناطن مغناطیسی:همانند انچه که در مورد میدان الکتریکی گفته شد در مغناطیسی را با یک سری خطوط یا منحنی های جهت دار نشان می دهند کهع انها را خطوط میدان مغناطیسی مینامند واین خطوط دارای چند ویژگی زیر می باشد: مماس بر هریک از خطوط در هر نقطه راستای میدان مغناطیسی را در اننقطهنشان می دهن 2) میزانترکم خظوظ در هر قسمت از میدان نشان گر شدت وضعف میدان در انقسمنت است بهطوری که هر جا تراکم خظوظزیاد باشد خطوط میدان یکدیگر را قطع نمی کنند میدان مغناطیسی یکنواخت :به میدانی گفته می شود کهدر ان تراکم خطوط در نقاط مختلف یکسان است وخطوط با یکدیگر موازی وهم جهت می باشند یکنواخت B شارژ مغناطیسی: بنا به تعریف مجموعه مغناطیسی کهاز یک سطح معدودی را شار مغناطیسی عبور از ان سطح می نامند چنانچه مطابق شکل حلقه ای با شکل دلخواه وبا مساحت عمود بر یک میدان مغناطیسی یکنواخت B واقع شده است در اینصورت شار مغناطیسی عبوری از سطح بهصورت زیر میباشد که در ان مساحت حلقه بر حسب T و شارژ مغناطیسی بر حسب wb (وبر) است.

القای مغناطیسی و شار مغناطیسی B هرگاه میدان عمود بر حلقه نباشد وبلکهبر عمود بر حلقه زاویه داشته باشد شار مغناطیسی گذرندهاز سطح انبا رابطه زیر داده می شود B تعریف B :هرگاه ذرهای با بار q وسرعت V در میدان مغناطیسی در حال حرکت می باشد ونیروی وارد بر آن F می باشد انگاه القای مغناطیسی B از طریق رابطه ی زیر تعریف میشود: ضرب خارجی در این رابطه F بر حسب نیوتن و q برحسب C و V بر حسب و B بر حسب T است .

طبق همین رابطه F همواره بر V و B عمود است وجهت P طبق ویژگی های ضرب خارجی از قاعده های دست راست به دست می آید .

F F = qubsin B V اگر یا اشد و می شود .

اگر اشد می شود .

اگر باشد باشد و F مکانیزم می شود .

مثال:در شکل مقابل میدان مغناطیسی یکنواخت ودر مقدار آن B=2/5 T می باشد اندازه وجهت نیروی مغناطیسی وارد بر ذره ی با بار q = 0/CC که با سرعت در حرکت است را حساب کنید ؟

= 150 N F V W مثال:الکترونی با سرعت میدان مغناطیسی B=0/6j-0/2 K در حرکت است بردار نیروی مغناطیسی وارد بر الکترون را بیابید ؟

واندازه گیری را تعیین کنید؟

B که در ان برداری است که اندازه ان برابر طول سیم وجهت ان در جهت جریان است طبق فرمول فوق F عمود بر L وB بوده و جهت آن از قاعده سمت راست یا پیچ راستگرد شخص می شود زاویه زاویه میان جریان L (جریان) و B است .هرگاه سیم در راستای میدان قرار گیرد می شود که در ان صورت شده و F=0 می شود .

ولی هرگاه بخواهیم سیم به میدان عمود شود شده و F=ILB خواهد شد .

هرگاه سیم داده از چند قطعه متصل جمع تشکیل شده باشد می توان نیروی وارد بر هر هر کدام را جداگانه محاسبه وبرایند را بدست اورید مثال :در شکل زیر قطعه سیمی به طول 30 سانتی متر حامل جریان A4 در جهت منفی محور (X ها) بوده ودر میدان مغناطیسی یکنواخت B=0/6 T مطابق شکل قرار گرفته است اندازه وجهت نیرومغناطیسی وارد بر سیم را مشخص کنید؟

Y L X B مثال:در شکل زیر سیمی به صورت مثلث در یک میدان مغفناطیسی یکنواخت B=4 t قرار گرفته است .

نیروی مغناطیسی وارد بر هر قطعه را ست نیروی کامل وارد بر سیم را تعیین کنید ؟

m N I A برآینه کل بر آینه منابع میدان مغناطیسی:1) منیدان مغناطیسی حاصل از سیم به طویل مستقیمحامل جریان: محاسبات وازمایش نشان می دهد کهمیدان مغناطیسی حامل از یک سیم طویل مستقیم از سیم متناسب با شدت جریان ونسبت عکس با فاصله ی انبا نقطه تال سیم دادر میتوان نوشت: برای مشخص نمودن جهت میدان انگشت شست دستراست را در امتداد سیم و در جهت جریان قرار می دهیم جهت بسته شدن عیار انگشت دیگر دس تراست جهت میدان را نشان می دهد بنابر این در شکل فوق در نقاط سمت راست سیم میدان درون سیم ودر نقاط و سمت چپ سیممیدان برون سطر ست.

در صورتی کهدویا چند سیم حامل جریانطویل وجود داشته باشند میدان مغناطیسی در همه نقطه برابر جمع برداری میدان های هر یک از سیم ها خواهد بود.