اليوم الثاني:-

10 – 10.30 مراجعة اليوم الاول والتي تضمنت تاريخ الكهرباء وانواع الكهرباء قوانين السلامة العامة بالتعامل مع الكهرباء ملاحظات الطلاب على التجربة السابقة ( بطارية الليمون)

10.30 – 11.30 تابع مقدمة في الكهرباء حيث نقوم بشرح التالي:-

1 – مصادر التيار الكهربائي (مع لامثلة)

أ – طاقة الرياح

ب – الطاقة الشمسية

ث – طاقة المياه

ج – الطاقة الاحفورية (الفحم ، البترول ، الغاز الطبيعي)

د – الطاقة الذرية

2 – العلاقة بين المغناطيس والكهرباء

3 – طريقة عمل المولد الكهربائي

4 – طريقة عمل المحرك الكهربائي

11.30 – 12.30 اجراء التجارب حيث تكون كالتالي:-

1 - انتاج التيار الكهربائي بواسطة ملف نحاسي ومغناطيس مدة التجربة 15 دقيقة

المواد المطلوبة:-

1 - سلك نحاسي معزول بطول 1 – 2 متر

2 – مغناطيس

3 – اداة فحص (افو ميتر)

2 – عمل مغناطيس كهربائي صغير مدة التجربة 15 دقيقة.

المواد المطلوبة:-

1 – سلك نحاسي معزول بطول 1 – 2 متر

2 – مسمار من الحديد طوله 10 سم

3 – بطارية

4 – برادة حديد

3 – لعبة التحكم بالاعصاب مدة التجربة 30 دقيقة

المواد المطلوبة:-

1 - علاقة ملابس معدنية او سلك معدني بقطر 2/1 ملم

2 – سلك نحاسي معزول بطول 1 – 2 متر

3 – بطارية

4 – ليد او لمبة صغيرة

5 – مادة عازلة (شريط لاصق بلاستيكي)

12.30 – 1.00 مراجعة عامة

مصادر التيار.

لا يحمل الموصل في حد ذاته أي تيار كهربائي، ولكن عند تطبيق شحنة موجبة على أحد طرفيه، وشحنة سالبة على طرفه الآخر، تسري شحنة كهربائية عبر الموصل. ولأن الشحنات المتضادة تتجاذب، يتحتم استخدام نوع من الطاقة للفصل بين الشحنات، وحصرها في طرفي الموصل. ويمكن الحصول على هذه الطاقة من التفاعلات الكيميائية أو الحركة أو ضوء الشمس أو الحرارة.

البطاريات. تنتج البطاريات الطاقة الكهربائية من التفاعلات الكيميائية. ولكل بطارية تركيبان يسميان القطبين، يصنع كل منهما من مادة مختلفة فاعلة كيميائيًا. وبين القطبين تحتوي البطارية على سائل (أو عجينة) موصل للتيار الكهربائي، يسمى الإلكتروليت، يساعد في إحداث تفاعل كيميائي عند كل قطب. ونتيجة للتفاعلات عند القطبين يكتسب أحد القطبين شحنة موجبة، بينما يكتسب القطب الآخر شحنة سالبة، وعندئذ يسري التيار الكهربائي من القطب الموجب، عبر الموصل، إلى القطب السالب.

والطرف المسطح في بطارية الكشاف الضوئي هو القطب السالب، بينما يتصل الطرف المزود بنتوء بالقطب الموجب. ويسري التيار عند وصل القطبين بسلك، حيث يمكن تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء بإمرار التيار عبر مصباح كهربائي صغير. وتبقي التفاعلات الكيميائية في الإلكتروليت القطبين مشحونين بشحنتين متضادتين، وبذلك تحافظ على استمرار سريان التيار.

وفي النهاية تنفد الطاقة الكيميائية، وتصبح البطارية غير قادرة على إنتاج الطاقة الكهربائية. وتُلقى بعض البطاريات بعد استكمال طاقتها، ولكن بعضها يمكن إعادة شحنها بإمرار التيار الكهربائي عليها، وتسمى البطاريات القابلة للشحن.

المولدات. تغير المولدات الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. يحرك مصدر طاقة ميكانيكية في المولد ملفات سلكية بالقرب من مغنطيس لإنتاج تيار كهربائي، حيث يعمل المولد بمبدأ توليد تيار كهربائي في موصل بتحريك الموصل قرب مغنطيس. وتنتج معظم المولدات تيارًا متناوبًا.

توفر المولدات معظم الطاقة الكهربائية التي يستخدمها الناس. ففي السيارة، يدير المحرك مولدًا صغيرًا يسمى المنوِّب، لإنتاج الطاقة الكهربائية اللازمة لإعادة شحن بطارية السيارة. وبإمكان مولد كبير في محطة قدرة كهربائية إنتاج طاقة كهربائية تكفي مدينة يقطنها مليونا شخص. ويصل التيار الكهربائي الناتج عن المولد إلى المنازل والمصانع والمكاتب عبر شبكات ضخمة من خطوط القدرة الكهربائية.

الخلايا الشمسية. تحول الخلايا الشمسية، والتي تسمى أيضًا الخلايا الفولتية الضوئية، ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية. وهي تمد معظم الأقمار الصناعية، وغيرها من المركبات الفضائية، وكذلك بعض الآلات الحاسبة، بالقدرة. وتصنع الخلايا الشمسية من أشباه الموصلات، وخاصة السليكون المعالج بطريقة خاصة، حيث تؤدي الطاقة المأخوذة من الشمس إلى انفصال الشحنات السالبة والموجبة في شبه الموصل، ومن ثم تسري الشحنات في موصل.

البلورات الكهروإجهادية. البلورة الكهروإجهادية معدن لافلزي يكتسب شحنة كهربائية على سطحه عند تمديده أو ضغطه. وتستخدم البلورات الكهروإجهادية في بعض الميكروفونات لتحويل الطاقة الصوتية إلى طاقة كهربائية تستخدم في أغراض التسجيل والبث الإذاعي. وتستخدم معظم أجهزة الطبخ الحديثة البلورات الكهروإجهادية لإنتاج الشرارة الكهربائية التي تشعل الغاز. وأكثر البلورات الكهروإجهادية استخدامًا الكوارتز.

الكهرباء والمغناطيسية

المغنطيس الذي تثبته على ثلاجتك قد لا يبدو ذا علاقة بالكهرباء. ولكن المغنطيسية في الواقع ذات علاقة وثيقة بالكهرباء. فكما يحيط المجال الكهربائي بالشحنة الكهربائية، وينتج قوة تؤثر على الشحنات الأخرى، يحيط المجال المغنطيسي بالمغنطيس، وينتج قوى تؤثر على المغانط الأخرى. ومثل الشحنة الكهربائية، يستطيع المغنطيس جذب مغنطيس آخر أو إبعاده. وبالإضافة إلى ذلك، تنتج المغنطيسية عن التيارات الكهربائية. وفي المغانط الدائمة تنتج التيارات عن حركة الإلكترونات في بعض الذرات. فالإلكترونات تتحرك على محاورها، وتحيط بالنويات الذرية.

تكوِّن المغنطيسية والكهرباء معًا قوة أساسية في الكون تسمى الكهرومغنطيسية. وتعتمد هذه القوة على حقيقة أن حركة الشحنات الكهربائية تنتج مجالات مغنطيسية، وأن المجالات المغنطيسية المتغيرة تنتج تيارات كهربائية.

فإمرار تيار كهربائي عبر ملف سلكي، على سبيل المثال، يحول الملف إلى مغنطيس مؤقت يسمى المغنطيس الكهربائي، حيث يولد التيار الكهربائي مجالاً مغنطيسيًا حول الملف السلكي. ويظل الملف مغنطيسيًا طالما استمر مرور التيار الكهربائي فيه.

وتستطيع المغنطيسية بدورها إنتاج تيار كهربائي عن طريق الحث الكهرومغنطيسي. وفي هذه العملية يتحرك ملف سلكي قرب مغنطيس، حيث تسبب هذه الحركة مرور تيار كهربائي عبر السلك، يستمر مع استمرار الحركة. وتنتج المولدات التيار الكهربائي بهذه الطريقة.