الكهرباء والمغناطيسية

أنواع الكهرباء

1. الكهرباء الساكنة (Static Electricity)

   • الشحنات لا تتحرك.
   • القوة الكهربية (Electric Force) أو القوة الكهربية الساكنة (Electrostatic Force).
   • الشحنات تكون في حالة سكون.

2. الكهرباء الديناميكية (Electric Current)

   • الشحنات تتحرك.
   • الطيار الكهربي.

خصائص الشحنات الكهربية

1. أنواع الشحنات:

   • الشحنة الموجبة (Positive Charge) مثل البروتون.
   • الشحنة السالبة (Negative Charge) مثل الإلكترون.
   • الذرات تكون متعادلة عندما يكون عدد الشحنات الموجبة مساوي للسالبة.

2. النيوترون:

   • غير مشحون (Uncharged).
   • الشحنة تساوي صفر.

3. التجاذب والتنافر:

   • الشحنات المتشابهة تتنافر.
   • الشحنات المختلفة تتجاذب.

4. عملية الشحن:

   • انتقال الإلكترونات من جسم لآخر.
   • الجسم الذي يفقد الإلكترونات يصبح موجب الشحنة.
   • الجسم الذي يكتسب الإلكترونات يصبح سالب الشحنة.

5. قانون انحفاظ الشحنة (Conserved Charge):

   • الشحنة لا تُخلق ولا تُدمر، بل تُنقل.

6. التكميم (Quantization):

   • الشحنة تأخذ قيم محددة (مضاعفات شحنة الإلكترون).

وحدات قياس الشحنة

• تقاس بالكولوم (C).
• تحويل الوحدات:
  • 1 نانوكولوم = 10^-9 كولوم.
  • 1 مايكروكولوم = 10^-6 كولوم.
  • 1 ميليكولوم = 10^-3 كولوم.

قانون كولوم (Coulomb's Law)

• يستخدم لحساب القوة الكهربية بين شحنتين نقطيتين.
• معادلة القوة: [ F = \frac{k \cdot |Q1 \cdot Q2|}{r^2} ]
  • حيث F هي القوة، k ثابت كولوم (9 × 10^9 N·m²/C²)، Q1 و Q2 الشحنات بالكولوم، و r المسافة بالمتر.
• القوة تتناسب طرديًا مع ناتج الشحنات وعكسيًا مع مربع المسافة.

تطبيقات على قانون كولوم

1. إيجاد القوة الكهربية بين شحنتين:

   • حساب القوة باستخدام الشحنات والمسافة بينهما.
   • تحديد اتجاه القوة (تنافر أو تجاذب).

2. حالة التوازن (Equilibrium):

   • تحديد موقع الشحنة الثالثة بحيث تكون في حالة توازن.
   • تطبيق مبدأ التراكب (Superposition Principle) لجمع القوى.

أمثلة وتطبيقات

• مثال على حساب القوة بين شحنتين وإيجاد قوة الشحنة الثالثة.
• تحديد مواقع الشحنات لتحقيق التوازن.

النقاط المهمة

• يجب على الطالب فهم خصائص الشحنات وقوانين التجاذب والتنافر.
• معرفة كيفية تطبيق قانون كولوم لحساب القوة الكهربية.
• التأكد من تحويل الوحدات بشكل صحيح عند الحساب.
• فهم كيفية تحليل القوى باستخدام مبدأ التراكب.