اموزش فیزیک یازدهم |اموزش الکتریسیته ساکن و خازن یازدهم بخش دوم : با نام خدا . در ادامه اموزش الکتریسیته ساکن و ارائه برترین نکات در این قسمت همراه شما هستیم تا از یکی از مهم ترین بخش های فیزیک سال یازدهم با شما سخن بگوییم. در قسمت قبلی به قانون کولن و تعاریف پایه ای پرداختیم . اگر این تعاریف را ب طور اصولی تا کنون فرا گرفته اید می توانید به بخش اول الکتریسیته ساکن بروید و تمامی نکات ابتدایی را از ان جا مشاهده کنید. اما در این قسمت قرار است تا در مورد میدان الکتریکی اطراف بار و قوانین ان ،چگالی سطحی بار در کره رسانا ، پتانسیل الکتریکی جسم رسانا ، تغییر انرژی پتانسیل ، و تعاریف پایه ای مربوط به خازن با شما صحبت کنیم. هم اکنون نیز باید به اطلاع شما عزیزان برسانیم که تمامی سوالات خود را در تمامی دروس می توانید به صورت انلاین و رایگان از مشاوران رایگان ما جویا شوید. سوال را ارسال کنید و مبحث مورد نظر را انتخاب کنید و اندکی صبر نمایید. مشاوران کاربلد ما در رشته مربوط به سوال جواب شما را به طور کامل ارسال خواهند کرد.

تجسم میدان الکتریکی

همانگونه که در بخش اول با شما در زمینه میدان اطراف جسم باردار صحبت نمودیم ، باید بدانید که این خطوط ویژگی های منحصر به فردی دارند که عبارتند از :
خطوط میدان به هیچ عنوان یک دیگر را قطع نخواهند کرد. باید این نکته را به خاطر بسپارید که هر نقطه از فضا فقط و فقط یک خط می گذرد. این نکته از عدم قطع کرد خطوط میاد . تا کی من باشم نکته واستون بگم ها ؟؟ مورد بعدی که بسیار لازمه بدنین تراکم خطوطه هرکجا که تراکم بیشتری داشتیم میدان ان نقطه قوی تر بوده و هر قسمت تراکم کمتر بود میدان در ان نقطه ضعیف تر است. جهت میدان هم جهت است با خط میدان و مماس است با ان . برا تعیین جهت دقت داشته باشید که یک بار فرضی مثبت را در اطراف بار اصلی داشته باشید و با توجه به این نکته خطوط میدانی بار را رسم کنید.
بار الکتریکی واسه اجسام رسانا در سطح خارجی ان پخش می شود. به گونه ای که خودتان بیش از ما می دانید تراکم ان روی نقاط تیز بیشتر از نقاط دیگر است. اما این نکته را فراموش نکنید که روی کره بار به صورت یکنواخت پخش می شود. باری که در سطح خارج جسم رسانا است را چگالی سطحی می گوییم و فرمول ان برابر است با : بار توزیع شده روی سطح رسانا تقسیم بر مساحت سطح رسانا واحد سطح هم متر مربع هستش ! حال فرض کنید سطح کره را باید حساب کنید! چه انتظاراتی داریم از شما نه ؟ یا جدن بلدین ؟ ایول ! فرمولشم میشه بار توزیع شده (کولن) تقسیم بر 4 ضرب در پی ضرب در شعاع به توان دو . اگر سوالی به شما داده شد که پتانسیل الکتریکی نقاط در یک جسم نوک تیز دار چگونه است باید بدانید که پتانسیل هر یک از نقاط اشاره شده یکسان است. پتانسیل الکتریکی هم که از تقسیم انرژی پتانسیل الکتریکی بر بار الکتریکی به دست میاد.

تغیرانرژی پتانسیل و کار میدان الکتریکی

برا به حرکت در اوردن یک بار الکتریکی ان هم با سرعتی ثابت نیاز است تا نیرویی را به اندازه نیروی الکتریکی و خلافش وارد سازیم.مبحث کار و انرژی را در این قسمت وارد میسازیم . اگر کاری که ما انجام میدهیم را یک عدد خاص در نظر بگیریم ، کار میدان خلاف جهت کار ما خواهد بود و منفی می باشد. چند نکته در مورد تغیر پتانسیل بدانید. اگر جابجایی بار در جهت میدان باشد ، پتانسیل کاهش یافته و اگر خلاف جهت باشد پتانسیل افزایش می یابد. مثل چی میمونه ؟ مثل ادمی که وقتی بهش میگی نرو ، نبین ، انجام نده پتانسیلش بیشتر میشه واسه انجام دادن ان کار !!
هرگاه جابجایی بار در جهتی که خودش می توانسته برود رخ دهد انرژی پتانسیل کاهش می یابد . مثل نا امید شدن یک رزند از پدرش وقتی که میبینه باباش انتظار کار ساده ای که او توانایی انجامش داشته رو ، ندارد و کمکش می کند.
حالا اگر در جهتی که خودش نمی توانسته برود اگر جابجای رخ دهد ، از ان جایی که نمی توانسته جا به جا شود و پدرش کمکش کرده خوشحال است و انرژی می گیرد.

خازن

برای اینکه بتوانیم باری ذخیره کنیم یاز به خازن خواهیم داشت. ابتدا لازمه تا از ظرفیت خازن با شما صحبت کنیم. به نسبت بار ذخیره شده در خازن به اختلاف پتانسیل دو سر خازن یا همان ولتاژ می گوییم که ثابت خواهد بود. واحد ان کولن بر ولت بوده که به فاراد شناخته شده است.
حالا باید به این نکته بپردازیم که ظرفیت خازن به چی وابسته است و به چی وابسته نیست. یکی از سوالاتی که حتما در کنکور های ازمایشی با ان مواجه خواهید شد همین روابط میان وابسته های ظرفیت خازن است.
ظرفیت خازن به ساختار خازن وابسته است و قرار نیست به تغییرات بار الکتریکی اختلاف پتانسیل دوسر خود پاسخ دهد و تغییر کند. پس اگر عامل خارجی در مورد تغییرات خازن بیان شد ان را رد کنید. اما ظرفیت خازن به چه چیزی وابسته است؟ ظرفیت خازن به سطح مشترک صفحه های خازن (صفحه مشترک به این معنی است که اگر یکی از صفحان 5 برابر دیگر بود باید سطح مشترک اون ها رو برسی کنیم و قرار نیست که این 5 برابر بودن اثری رو ظرفیت خازن بگذارد. یکی دیگر از متغیر هایی که بر روی ظرفیت خازن اثر گذار است ، فاصله دو صفحه از هم دیگر است. و در اخر نیز اگر عایق خاصی میان این دو صفحه بود نیز می تواند اثر مستقمی بر روی ظرفیت داشته باشد. در این میان تنها فاصله میان صفحات رابطه عکس با ظرفیت خازن خواهد داشت. توجه داشته باشید که مقایسه ظرفیت های خازنی بسیار مورد توجه بوده و می تواند به طور غیر مستقیم 2 از سوالات کنکور شما را در بر بگیرد.
یکی از سوالاتی که برای شما مطرح خواهد شد قرار دادن صفحه ای مجزا و رسانا بین خازن شماست. اگر فاصله دو صفحه یک خازن را عددی به خصوص در نظر بگیریم و صفحه جدید ما ضخامتی با یک عدد خاص باشد ، این کار باعث می شود تا از ضخامت عایق بین دو صفحه کاسته شود و در نتیجه ظرفیت الکتریکی خازن افزایش یابد.
اکنون در نظر داشته باشید که یک خازن به دو سر یک مولد متصل شده و همواره اختلاف پتانسیل دو صفحه برابر است با دو سر مولد. اکنون حتی اگر مشخصات ساختمانی خازن را نیز عوض کنیم ولتاز تغییر نخواهد کرد و ثابت می ماند. اما اگر خازن ما پرشده باشد و ان را از مولد جدا کنیم ، با تغییر مشخصات خازن چه چیزی تغییر نخواهد کرد ؟ خب میشنوم بگید دیگه ! افرین . بار الکتریکی . پس این دو نکته پر کاربرد را به خاطر بسپارید.

میدان الکتریکی خازن

اگر دو صفحه ذکر شده در خازن را به صورت موازی کنار هم نگه داریم البته این دو صفحه مسطح باشند ، و هر کدام دارای باری مشخص و هم اندازه و نا هم نام باشند بین این دو صفحه میدان الکتریکی به وجود خواهد امد که از مثبت به منفی رسم خواهد شد. برای محاسبه این میدان یکنواخت باید اختلاف پتانسیل بین دوصفحه را بر فاصله دو صفحه تقسیم نماییم.
در این میان اگر بخواهیم نیروی وارد بر بار الکتریکی میان دو صفحه را حساب کنیم، از رابطه بار ضرب در میدان الکتریکی یک نواخت خواهیم کرد. به گونه ای که به بار مثبت نیرویی در جهت میدان و به بار منفی نیرویی در خلاف جهت میدان وارد خواهد شد.

انرژی ذخیره شده در خازن

در انتها نیز به انرژی ذخیره شده در خازن می پردازیم. زمانی که خازنی را با ولتاژی معین پر کنیم انرژی الکتریکی توسط خازن ذخیره خواهد شد . انرژی ذخیره شده بین دو صفحه خازن را می توان از یک دوم ضرب بار در ولتاژ به دست اورد. و یا از یک دوم ضرب در ظرفیت خازن ضرب در مجذور ولتاژ به دست اورد.
اگر مشخصات ساختمانی یک خازن تغییر کند می توان نحوه تغییر کردن ظرفیت را مشخص کرد. لی در مورد بار و ولتاژ و انرژی دقت داشته باشید که اگر خازن به مواد متصل باشد همیشه دلتاژ ثابت است و تغییرات q ,E ,U  با توجه به روابط مشخص می شود. اما اگر خازن به مولد وصل نباشد ، همیشه q را ثابت فرض می کنیم و سپس تغییرات را با توجه به روابط موجود مشخص خواهیم ساخت.
هم اکنون منتظر نظرات شما هستیم تا روز به روز اموزش خود را تقویت کرده و به شما عزیزان بهترین مطاب را اموزش دهیم.بخش اول را می توانید با کلیک بر روی لینک روبرو مشاهده کنید. اموزش فیزیک یازدهم |اموزش الکتریسیته ساکن و خازن یازدهم بخش اول