النشاط رقم 1

الاستاذ حسن عبد الكاظم

إشرح نشاطاً يبين تأثير إدخال العازل الكهربائي بين صفيحتي متسعة مشحونة ومفصولة عن البطارية في مقدار فرق الجهد الكهربائي بينهما، وما تأثيره في سعة المتسعة؟

وزاري 2016 دور ثالث / 2016 الدور الثالث

أدوات النشاط

متسعة دات صفيحتين (العازل بين صفيحتيها هواء) غير مشحونة

بطارية فولطيتها مناسبة

فولطميتر

أسلاك توصيل

لوح من مادة عازلة كهربائياً ثابت عزلها K

خطوات النشاط

يجب ان تكون الخطوات بالتسلسل

الخطوة الأولى/ نربط أحد قطبي البطارية بإحدى الصفيحتين، ثم نربط القطب الآخر بالصفيحة الأخرى.

الخطوة الثانية/ نفصل المتسعة عن البطارية ، وذلك للحصول على متسعة مشحونة ومفصولة

الخطوة الثالثة/ نربط الطرف الموجب للفولطميتر بالصفيحة الموجبة، ونربط الطرف السالب للفولطميتر بالصفيحة السالبة، سنلاحظ إنحراف مؤشر الفولطميتر عند قراءة معينة، وهذا يعني تولد فرق جهد كهربائي بين صفيحتي المتسعة المشحونة في الحالة التي يكون فيها الهواء هو العازل بينهما.

الخطوة الرابعة / ندخل العازل بين صفيحتي المتسعة المشحونة، نلاحظ حصول نقصان في قراءة الفولطميتر.

الاستنتاج

أولا/ إدخال مادة عازلة بين صفيحتين متسعة مشحونة وفصولة يؤدي إلى تناقص في قراءة الفولطميتر (إدخال مادة عازلة يؤدي إلى تناقص فرق الجهد في المتسعة بمقدار ثابت العزل K) وفقاً للعلاقة التالية

ثانياً/ سعة المتسعة تساوي الشحنة على فرق الجهد على طرفي المتسعة ادخال العازل أدى إلى تناقص في قراءة الفولطميتر مما يعني نقصان فرق الجهد العلاقة التالية

ثالثاً/ إن ادخال العازل يسبب زيادة في سعة المتسعة حسب العلاقة التالية

سؤال/ وضح عملياً كيف يتغير مقدار سعة المتسعة C عند تغير المساحة السطحية A المتقابلة للصفيحتين؟

  1. نربط طرفي الفولطميتر بين صفيحتي متسعة مشحونة ومفصولة عن البطارية.
  2. عندما تكون المساحة السطحية المتقابلة لصفيحتي المتسعة تساوي A ستكون قراءة الفولطميتر عند تدريجة معينة.
  3. عند تقليل المساحة السطحية لامتقابلة للصفيحتين إلى نصف ما كانت عليه، وذلك بإزاحة إحدى الصفيحتين جانباً (مع بقاء مقدار الشحنة Q ثابتاً) سنلاحظ إزدياد قراءة الفوطميتر |لى ضعف ما كانت عليه، مما يؤدي إلى حصول نقصان في سعة المتسعة.

الاستنتاج

أولاً/ السعة C تقل بزيادة فرق الجهد بثبوت الشحنة Q وفقاً للعلاقة

ثانياً/ السعة C تتناسب طردياً مع المساحة السطحية A المتقابلة للصفيحتين

سؤال/ وضح عملياً كيف يتغير مقدار سعة المتسعة ذات الصفيحتين عند تغير البعد بين الصفيحتين المتوازيتين؟

  1. نربط طرفي الفولطميتر بين صفيحتي متسعة مشحونة ومفصولة عن البطارية.
  2. عندما يكون البعد الابتدائي بين صفيحتي المتسعة هو d سنلاحظ أن قراءة الفولطميتر تشير إلى مقدار فرق الجهد.
  3. عند تقريب البعد بين صفيحتي المتسعة إلى نصف ما كان عليه (مع بقاء مقدار الشحنة ثابتاً) سنلاحظ أن قراءة الفولطميتر تقل إلى نصف ما كانت عليه.

الاستنتاج

أولا/ السعة C تزداد بنقصان فرق الجهد، بثبوت الشحنة وفقاً للعلاقة

ثانياً/ السعة C تتناسب عكسياً مع البعد بين الصفيحتين d.