دانلود پاورپوینت فیزیک

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

نیروی الکتریکی

دید کلی

چرا وقتی لباس پلاستیکی را از تن خود در می‌آورید لباس به تن شما می چسبد؟

چرا بعد از شانه نمودن سر ، شانه می‌تواند خرده‌های کاغذ را بلند کند؟

چرا بعد از راه رفتن روی فرش ، اگر به دستگیره در دست بزنید به دست شما شوک وارد می‌شود؟
اینها نمونه‌هایی از نیرویی هستند که از بسیاری جهات شبیه به نیروی گرانشی است. زیر ظاهرا از راه دور و از طریق خلا اثر می‌کند. اگر شانه‌ای را به سر خود بزنید و آن را به توپ پینگ پنگ آغشته به گرافیت آویزان نزدیک کنید، شانه توپ را از فاصله‌ای جذب می‌کند. اما این نیرو از نوع گرانشی نیست زیرا خیلی قویتر از آن است. جاذبه گرانشی بین توپ پینگ پنگ و شانه به قدری ضعیف است که قابل آشکارسازی نیست. برای اینکه نیروی گرانشی آشکار سازی شود، جسمی در اندازه کره زمین یا ماه لازم است.
نیروی جدید یک خاصیت موقتی دارد. زیرا اگر بعد از شانه زدن مدتی صبر کنید، احتمالا اثر این نیرو ناپدید خواهد شد. برای اینکه شانه توپ را جذب کند باید بار الکتریکی به آن داده شود. اگر توپ را به شانه باردار شده نزدیک نمایید، توپ از شانه دور خواهد شد. یعنی بین شانه و توپ نیروی دافعه وجود دارد و این چیزی است که هرگز در نیروی گرانشی دیده نشده است. اگر دو شانه باردار را به هم نزدیک کنید هدیگر را دفع خواهند کرد.
برهمکنش انواع بار الکتریکی

بارهای همنام همدیگر را دفع می‌کنند. نیرویی که این نوع بارها بر هم وارد می‌کنند، از نوع دافعه است. اگر دو جسم را با میله شیشه‌ای یا هر دو با میله پلاستیکی باردار کنیم همدیگر را دفع می‌کنند.
بارهای غیر همنام همدیگر را جذب می‌کنند. نیرویی که این نوع بارها برهم وارد می‌کنند از نوع جاذبه می‌باشد. اگر یکی از اجسام را با میله شیشه‌ای و دیگری را با میله پلاستیکی باردار کنیم همدیگر را جذب خواهند کرد.

اسلاید 2 :

مقاومت معادل

فرض کنید که این مقاومتها بصورت متوالی یا سری در مدار قرار گرفته‌اند و ما می‌خواهیم مقاومت معادل این مدار را پیدا کنیم.

ابتدا یادآوری می‌کنیم که مقاومت معادل ، مقاومتی است که می‌تواند جایگزین سه مقاومت شده و نقش آنها را در مدار بازی کند. چون مقاومتها به صورت سری یا متوالی قرارگرفته‌اند، لذا مقدار جریانی که از هر یک از مقاومتها عبور می‌کند، برابر بوده و مجموع اختلاف پتانسیل دو سر هر یک از مقاومتها با اختلاف پتانسیل اعمال شده به دو سر ترکیب آنها برابر خواهد بود. به این ترتیب ، اگر رابطه بین جریان ، اختلاف پتانسیل و مقاومت هر مقاومت را نوشته و رابطه اختلاف پتانسیل کل ترکیب با اختلاف پتانسیل دو سر هر یک از مقاومتها را بنویسیم، به این نتیجه می‌رسیم که مقاومت معادل برابر با مجموع سه مقاومت خواهد بود. یعنی اگر مقاومت معادل را با R_eq نشان دهیم، در این صورت :

فرض کنید مداری داریم که از یک منبع نیروی محرکه الکتریکی و سه مقاومت به اندازه‌های R_1 و R_2 و R_3 که به صورت موازی به هم وصل می‌شوند، تشکیل شده ‌است. هچنین فرض کنید که جریان کل تولید شده توسط منبع i باشد. طبیعی است که در این حالت جریان کل برابر با مجموع جریانهای گذرنده از هر مقاومت خواهد بود.

اسلاید 3 :

مقاومت الکتریکی

تقریباً تمام مدارهای الکترونیکی برای عملکرد صحیح به مقاومت احتیاج دارند. مقاومتها امکان کنترل جریان و یا ولتاژ ارائه شده را فراهم می‌کنند. به عبارت دیگر می‌توان گفت قطعه مقاومت، قطعه‌ای است که در موارد مختلفی از قبیل محدود کردن ولتاژ و جریان و همچنین تقسیم ولتاژ و جریان استفاده می‌شود. ساختار مقاومت مورد استفاده در تعیین مشخصه‌های الکتریکی آن مفید واقع می‌شود. در هر مداری باید موارد زیر را برای مقاومت‌ها مد نظر داشت:

مقدار مقاومت

توان قابل تحمل

تلرانس

ضریب حرارتی

ایجاد نویز

پایداری

زمانی که جریان الکتریکی از داخل یک رسانا عبور می‌‌کند با مقاومتی مواجه می‌‌شود. رابطه مقاومت با جریان و ولتاژ از طریق قانون اهم بیان می‌‌شودکه یک رابطهٔ خطی است : V = RI

R: مقاومت بر حسب اهم . V: ولتاژ بر حسب ولت . I: جریان عبوری بر حسب آمپر .

البته باید توجه داشت که مقاومت وابسته به مدار نیست و فقط به جنس و شکل ماده بستگی دارد. قانون اهم را قانون مداری مقاومت می‌‌خوانند اما رابطه فیزیکی مقاومت به شکل زیر است:

R=ρl/A

که ρ مقاومت ویژهٔ ماده، l، طول رسانا و A، سطح مقطع آن است.

اسلاید 4 :

رانش :

میدان الکتریکی که بر روی الکترون‌های هادی اثر می‌کند، هیچ گونه شتاب برآیندی ایجاد نمی‌کند. چون الکترون‌ها پیوسته با یونهای هادی برخورد می‌کنند. لذا انرژی حاصل از شتاب الکترون‌ها به انرژی نوسانی شبکه تبدیل می‌شود و الکترون‌ها سرعت جریان متوسط ثابتی (سرعت رانش) در راستای خلاف جهت میدان الکتریکی بدست می‌آورند. پیوستگی جریان الکتریکی در مدارهای الکتریکی،قانون جریان کیرشهف نامیده می شود.

اسلاید 5 :

مقاومت :

مقاومت قطعه اي است كه از جنس كربن ساخته مي شود و بمنظور كم نمودن ولتاژ و جريان مورد استفاده قرار مي گيرد . واحد مقاومت اُهم (   ) است .

هر هزار اسهم برابر با يك كيلو اُهم و هر ميليون اُهم برابر با يك مگا اُهم است .

محاسبه مقدار اُهمي يك مقاومت :

در مقاومتهاي با وات پائين معمولاً مقدار اُهمي مقاومت بصورت كدهاي رنگي و بر روي بدنه ان چاپ مي شود ولي در مقاومتهاي با وات بالا تر مثلاً 2 وات يا بيشتر ، مقدار اُهمي مقاومت بصورت عدد بر روي آن نوشته مي شود .

 محاسبه مقدار اُهم مقاومت هاي رنگي بر اساس جدول رمز مقاومتها و بسيار ساده انجام مي شود . بر روي بدنه مقاومت معمولاً 4 رنگ وجود دارد . براي محاسبه از نوار رنگي نزديك به كناره شروع مي كنيم و ابتدا شماره دو رنگ اول را نوشته و سپس به ميزان عدد رنگ سوم در مقابل دو عدد قبلي صفر قرار مي دهيم . اينك مقدار مقاومت بر حسب اُهم بدست مي ايد .

اسلاید 6 :

جریان الکتریکی :

جریان الکتریکی به صورت نرخ تغییر بار الکتریکی نسبت به زمان تعریف شده و با نماد I نشان داده می شود. این رابطه را با مشتقات جزیی (کلی ترین حالت) به صورت زیر نشان می دهیم:

 در این رابطه، خود جریان می‌تواند نسبت به زمان تغییر کند. جریان الکتریکی برای تعریف شدن (یا اندازه گیری) باید از سطح معینی عبور کند (مثلاً از سطح مقطع یک رسانا) از این رو تابعی نقطه‌ای به شمار می‌آید. مقدارهای لحظه ای، متوسط و موثر برای جریان الکتریکی تعریف شده و به صورت ساده شده ای در سیم های رسانا قابل محاسبه اند.

جهت قراردادی جریان از ابتدا در جهت عبور بارهای مثبت تعریف شده است. هرچند می‌دانیم که در صورت داشتن رسانای فلزی، جریان الکتریسته، ناشی از عبور بارهای منفی، یعنی الکترون‌ها، (در خلاف جهت جریان ) می باشد.

اسلاید 7 :

قانون  اهم :

قانون اهم که به نام کاشف آن جرج اهم نام گذاری شده است، بیان می دارد که نسبت اختلاف پتانسیل (یا افت ولتاژ) بین دو سر یک هادی (و مقاومت) به جریان عبور کننده از آن به شرطی که دما ثابت بماند، مقدار ثابتی است:

V \over I} = R}

که در آن V ولتاژ و Iجریان است. این معادله منجر به یک ثابت نسبی R می شود که مقاومت الکتریکی آن وسیله نامیده می شود. این قانون تنها برای مقاومتهایی صادق است که مقاومت شان به ولتاژ اعمالی دو سرشان وابسته نباشد که به این مقاومت ها مقاومت های اهمی یا ایده آل یا وسیله های اهمی گفته می شود.
خوشبختانه شرایطی که در آن قانون اهم صادق است، بسیار عمومی است.( قانون اهم هیچگاه برای ابزارهای دنیای واقعی کاملا دقیق نیست چرا که هیچ ابزار واقعی وجود ندارد که یک ابزار اهمی باشد).
معادله V / I = R حتی برای ابزارهای غیر اهمی هم صادق است اما در آن صورت دیگر مقاومت R یک مقدار ثابت نیست و به مقدار V وابسته است. برای اینکه بررسی کنیم که آیا ابزاری اهمی است یا نه، می توان Vرا بر حسب I رسم کرد و نمودار بدست آمده را با خط مستقیمی که از مبدا می گذرد مقایسه کرد.
معادله قانون اهم اغلب بصورت :

V = I \cdot R


بیان می شود چرا که این معادله صورتی است که اکثر اوقات همراه مقاومت ها بکار برده می شود.
فیزیکدانان اغلب فرم میکروسکوپیک قانون اهم را استفاده می کنند:

{mathbf{j} = \sigma \cdot \mathbf{E\

اسلاید 8 :

افت پتانسیل در مقاومت

پتانسیل الکتریکی که معمولاً آن را با حرف V نشان می‌دهند مقدار انرژی الکتریکی بر بار است. واحد آن ولت است. معمولاً صحبت از اختلاف پتانسیل الکتریکی میان دو نقطه‌است. بنابرتعریف اختلاف پتانسیل الکتریکی یک ولت (میان دو نقطه) به این معنا است که مقدار کار لازم برای انتقال یک کولن بار مثبت از نقطهٔ الف به نقطهٔ ب یک ژول است. (اگر پتانسیل یک ولت افزایش یابد.)

چون مقاومتها به صورت سری یا متوالی قرارگرفته‌اند، لذا مقدار جریانی که از هر یک از مقاومتها عبور می‌کند، برابر بوده و مجموع اختلاف پتانسیل دو سر هر یک از مقاومتها با اختلاف پتانسیل اعمال شده به دو سر ترکیب آنها برابر خواهد بود. به این ترتیب ، اگر رابطه بین جریان ، اختلاف پتانسیل و مقاومت هر مقاومت را نوشته و رابطه اختلاف پتانسیل کل ترکیب با اختلاف پتانسیل دو سر هر یک از مقاومتها را بنویسیم، به این نتیجه می‌رسیم که مقاومت معادل برابر با مجموع سه مقاومت خواهد بود

اسلاید 9 :

توان الکتریکی مصرف شده :

توان الکتریکی که اغلب به عنوان برق یا الکتریسیته شناخته می شود، شامل تولید و ارایه انرژی الکتریکی به میزان کافی برای راه اندازی لوازم خانگی، تجهیزات اداری، دستگاه های صنعتی و فراهم آوردن انرژی کافی برای روشنایی، پخت و پز، گرمای خانگی و صنعتی و فرایندهای صنعتی بکار می رود.
اگرچه که الکتریسته به عنوان نتیجه واکنش شیمیایی ای که در یک پیل الکترولیک از زمانی که الساندرو ولتا در سال1800م این آزمایش را انجام داد، شناخته می شده است، اما تولید آن به این روش گران بوده و هست. در سال 1831م، میشل فارادی ماشینی ابداع کرد که از حرکت چرخشی تولید الکتریسته می کرد، اما حدود پنجاه سال طول کشید تا این فن آوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شود. در سال 1878م، توماس ادیسون جایگزین عملی تجاری ای را برای روشنایی های گازی و سیستم های حرارتی ایجاد کرد و به فروش رساند که از الکتریسته جریان مستقیمی استفاده می کرد که بطور منطقه ای تولید و توزیع شده بود، استفاده می کرد. در سیستم جریان مستقیم ادیسون، ایستگاه های تولید توان اضافی می بایست نصب می شدند. بدلیل اینکه ادیسون قادر نبود سیستمی را تولید کند که به ژنراتورهای چندگانه اجازه بدهد که به یکدیگر متصل شوند، گسترش سیستم او نیاز داشت که تمامی ایستگاه های تولید جدید مورد نیاز ساخته شوند.

اسلاید 10 :

نیروی محرکه مولد‍:

برای اندازه گیری نیروی الكتروموتوری مجهول Ex از پتانسیومتر استفاده می شود. جریانها و نیروی الكتروموتوری مطابق شكل زیر علامتگذاری شده اند. با بكار بردن قانون مدار بسته در فلقه abcd نتیجه میشود Ex – Ir + (I0 – I) R = 0 . با حل معادله نسبت به I كه در آن R مقاومت متغیر است ( I = I0R – Ex / (R+r) ) این رابطه نشان می‌دهد اگر مقاومت R طوری نتظیم شود كه دارای مقدار Rx بوده بطوریكه باشد جریان I در شاخه abcd صفر میگردد. برای متعادل كردن پتانسیومتر مقاومت R را با دست میزان نموده تا هنگامیكه دستگاه جران سنج حساس G جریان صفر را نشان دهد اگر جریان I0 معلوم باشد نیروی الكتروموتوری مجهول از رابطه (I) بدست می‌اید. به هرحال روش عمومی آن است كه به جای Ex نیروی الكترو موتوری معلوم Es را گذاشته و مجددا با تنظیم R شرایط تعادل یعنی صفر شدن جریان را ایجاد كنیم. با فرض آنكه جریان I0 تغییری نكند داریم I0 Rs = Es با تركیب دو معادله داریم : Ex = Es Rx/Rs (II) به كمك رابطه (II) نیروی محركه الكتروموتوری مجهول به دقت محاسبه می‌گردد. باید توجه داشت كه مقاومت داخلی r مولد هیچ نقشی ایفا نمی‌كند.