گروه علوم تجربی قروه -زارعی

گروه علوم تجربی قروه -زارعی

علوم تجربی پایه هفتم و هشتم و نهم
گروه علوم تجربی قروه -زارعی

گروه علوم تجربی قروه -زارعی

علوم تجربی پایه هفتم و هشتم و نهم

صاعقه و...... از سایت دنیای فیزیک

  
نویسنده: ارغوان مقصودی - پنجشنبه نوزدهم دی 1392
وقتی بین دو جسم که در تماس با یک دیگر قرار دارند یا بین دو نقطه از یک جسم، اختلاف دما وجود داشته باشد، بین آن ها گرما منتقل می شود
همچنین می دانیم، هرگاه دو منبع آب در ارتفاع های متفاوتی باشند و توسط یک لوله ی رابط این دو منبع را به هم وصل کنیم، آب از منبعی که در ارتفاع بالاتر قرار دارد به منبعی که در ارتفاع پایین تر است منتقل می شود. وجود اختلاف ارتفاع و یا به بیان دیگر وجود اختلاف در انرژی پتانسیل گرانشی واحد جرم، باعث انتقال آب از یک منبع به منبع دیگر می شود.
 
وقتی دوکره ی رسانای باردار را توسط یک سیستم رسانا به هم وصل می کنیم، ممکن است بین آن ها نیز شارش بارالکریکی رخ دهد. شارش بارالکتریکی بین دوکره ی رسانای باردار در صورتی رخ می دهد که بین آن ها اختلاف پتانسیل الکتریکی وجود داشته باشد. به عنوان مثال اگر دو کره ی رسانای مشابه باردار که مقدار بار یکی از بار دیگری بیش تر است را به هم وصل کنیم، بار الکتریکی از کره ای که دارای بار الکتریکی بیش تر است به کره ای که دارای بار الکتریکی کم تری است منتقل می شود. این شارش بار تا زمانی که بین دو کره اختلاف پتانسیل الکتریکی وجود دارد، ادامه می یابد.
 
اگر دو کره ی رسانا با شعاع های مختلف که اندازه ی بار آن ها یکسان است را به هم وصل کنیم ،چون بارهای الکتریکی در کره ی کوچک تر به هم 
نزدیک تر هستند، نیروی رانشی بین آنها بیش از نیروی رانشی بین بارهای کره ی بزرگ تر است درنتیجه بارها از کره ی کوچک تر به کره ی بزرگ تر شارش می کنند.
 
اختلاف پتانسیل الکتریکی میان دو جسم، عامل شارش بار الکتریکی از یک جسم به جسم دیگر است

پتانسیل الکتریکی یک رسانا، علاوه بر نوع و اندازه ی بار الکتریکی آن، به شکل هندسی رسانا نیز بستگی دارد. یکای اختلاف پتانسیل الکتریکی (ولتاژ)، ولت است که آن را با نماد نمایش می دهیم

اختلاف پتانسیل مناسب برای هر دستگاه به ساختمان درونی آن بستگی دارد و با توجه به آن تعیین می شود که به آن ولتاژ اسمی دستگاه می گویند .
مطلب از صدف خدابخشی

برچسب‌ها: فصل سوم, الکتریسیته



نویسنده: ارغوان مقصودی - پنجشنبه نوزدهم دی 1392
برقگیر اصطلاحی در فارسی برای نامیدن دو وسیله الکتریکی متفاوت استفاده است:
  1. میله‌های فلزی که در بالای ساختمانها یا در پستهای فشار قوی نصب می‌شوند تا با برخورد صاعقه با این میله‌ها از برخورد مستقیم صاعقه به تجهیز جلوگیری شود. این وسیله (Lightening rod) در مهندسی برق نیزه نیز نامیده می‌شود.این وسیله اولین بار توسط بنیامین فرانکلین مخترع آمریکایی ابداع شد.
  2. وسیله‌ای است که در شبکه‌های الکتریکی برای حفاظت تجهیزات در مقابل صدمات ناشی از اضافه ولتاژهای ناگهانی همچون صاعقه و رعد و برق به کار برده می‌شود. برق‌گیر (Lightning arrester) در مقابل ولتاژهای معمولی یک مقاومت بسیار زیاد در حد عایق از خود نشان می‌دهد و در مقابل ولتاژهای آنی مقاومت کمی از خود نشان می‌دهد و موجهای الکتریکی را اتصال به زمین می‌کند. برقگیرها نسبت به سایر وسایل حفاظتی بهترین حفاظت را انجام می‌دهند و بیشترین مقدار حذف امواج گذرا را فراهم می‌کند. برقیگرها به صورت موازی با وسیله تحت حفاظت یا بین فاز و زمین قرار می‌گیرند انرژی موج اضافه ولتاژ به وسیله برقگیر به زمین منتقل می‌شود .

از وسایل حفاظتی محدود کننده ضربه برای حفاظت تجهیزات سیستمهای قدرت در برابر اضافه ولتاژها استفاده می‌شود یک وسیله حفاظتی محدود کننده ضربه باید اضافه ولتاژهای گذرا یا اضافه ولتاژهای که باعث تخریب تجهیزات شبکه می‌شوند را محدود و به زمین هدایت کنند و بتواند این کار را بدون اینکه آسیبی ببیند به دفعات تکرار کند. برقگیرها نسبت به سایر وسایل حفاظتی بهترین حفاظت را انجام می‌دهند و بیشترین مقدار حذف امواج گذرا را فراهم می‌کنند. برقیگرها به صورت موازی با وسیله تحت حفاظت یا بین فاز و زمین قرار می‌گیرند. انرژی موج اضافه ولتاژ به وسیله برقگیر به زمین منتقل می‌شود.

یک برقگیر خوب باید دارای مشخصات زیر باشد:

  1. در ولتاژ نامی شبکه، به منظور کاهش تلفات دارای امپدانس بینهایت باشد
  2. در اضافه ولتاژ به منظور محدود سازی سطح ولتاژ دارای امپدانس کم باشد
  3. توانایی دفع یا ذخیره انرژی موج اضافه ولتاژ را بدون اینکه خود صدمه ببیند داشته باشد
  4. پس از حذف عبور اضافه ولتاژ بتواند به شرایط مدار (حالت کار عادی) برگردد

پارامترهای مهم برای انتخاب برقگیر مناسب جهت حفاظت عایقی:

  1. ماکزیمم ولتاژ کار دائم (MCOV)
  2. ولتاژ نامی (Ur)
  3. جریان تخلیه نامی ( ۸.۲۰ µsec )
  4. ماکزیمم جریان ضربه قابل تحمل ( ۴.۱۰ µsec )
  5. قابلیت تحمل جذب انرژی W

عوامل مهم در آسیب دیدگی برقگیرها:

  1. نفوذ رطوبت و آلودگی
  2. اضافه ولتاژهای گذرا و موقتی
  3. عدم انطباق شرایط بهره برداری با مشخصه برقگیر (طراحی غلط )
  4. عوامل ناشناخته

انواع برقگیرهای مرسوم عبارتند از:

  1. برقگیر شاخکی یا جرقه‌ای
  2. برقگیر سوپاپی
  3. برقگیر اکسید فلزی
  4. برقگیر میله‌ای
  5. برقگیر لوله‌ای
  6. برقگیر سیلیکون کارباید (SIC)
  7. برقگیر نوع اکسید فلزی (MOV)
معایب برقگیر میله‌ای
  1. تداوم عبور جریان به زمین حتی پس از حذف اضافه ولتاژ
  2. افت شدید ولتاژ فاز به خاطر اتصال کوتاه شدن فاز در لحظه عبور جریان از برقگیر
  3. دارای تاخیر زمانی متناسب با اضافه ولتاژ
  4. پراکندگی زیاد ولتاژ جرقه
مزایای برقگیر نوع اکسید فلزی (MOV)
  1. کارایی بهتر نسبت به سایر برقگیرها
  2. پراکندگی کم ولتاژ پسماند همچنین دارای ولتاژ پسماند خیلی کم
  3. دارای تاخیر زمانی خیلی کم
  4. برگشت طبیعی به وضعیت اولیه یا مدار باز
  5. دارای مشخصه ولت-جریان خطی‌تر از برقگیر SIC
  6. دارای سطح حفاظتی خوب


برچسب‌ها: فصل سوم, الکتریسیته



نویسنده: ارغوان مقصودی - پنجشنبه نوزدهم دی 1392

نوری خیره کننده و صدایی مهیب و کوبنده ! ؛ معمولا اینها تنها شاخصه هایی هستند که ما از آذرخش (صاعقه) می شناسیم. نامهایی که ساکنان مناطق مختلف روی این پدیده گذاشته اند نیز اغلب بر گرفته از همین دو ویژگی آذرخش (صاعقه) است ؛ شیرازی ها می گویند " غّره تراق "، تهرانی ها "رعد و برق " ، افغانی ها "تانا " و اروپاییان " تندر" صدایش می کنند.
وقتی بار الکتریکی انباشته شده در ابرها تخلیه شده و به صورت یک قوس الکتریکی به زمین برخورد کند ؛ آذرخش (صاعقه) اتفاق می افتد. در آسمان و بین خود ابرها نیز قوس های الکتریکی ایجاد می شود اما این نوع از آذرخش (صاعقه) بیشتر مورد توجه صنایع و ورزشها هوایی است و در کوهنوردی اهمیت خاصی ندارد.
 


◄   آذرخش (صاعقه) چگونه رخ می دهد؟هنگام توفان یا حرکت بادهای بزرگ ، بار الکتریکی زیادی در ابرها ذخیره می شود و به اصطلاح ابرها باردار می شوند. بدین ترتیب ابر تبدیل به یک منبع انرژی بسیار عظیم می شود که بر فراز آسمان در حرکت است. این ذخیره انرژی آنقدر ادامه پیدا می کند تا ابر از انرژی الکتریکی اشباع شده و در اولین فرصت ممکن ، انرژی خود را تخلیه می کند. معمولا بهترین محل برای این تخلیه زمین است زیرا زمین آنقدر بزرگ است که هرگز از الکتریسیته اشباع نمی شود. بنابراین ابر ابتدا هوای اطراف خود را با " یونیزه " کردن مستعد عبور جریان برق کرده ، سپس انرژی خود را از میان هوای یونیزه شده عبور داده و در زمین تخلیه می کند. اما مقدار انرژی تخلیه شده ، سرعت تخلیه و اثرات آن چقدر است؟
آذرخش (صاعقه) یکی از قدرتمندترین ، خطرناکترین و عجیب ترین پدیده های طبیعی است. پدیده ای با میلیاردها " وات " انرژی و اثراتی متعدد و باورنکردنی مانند تولید هزاران درجه حرارت ، تولید گازهای مسموم ، ایجاد امواج نیرومند و...
◄ 
 آذرخش (صاعقه) چه مشخصاتی دارد ؟آذرخش (صاعقه) ویژگی های منحصر به فردی دارد که آنها را در هیچ رخداد طبیعی دیگری نمی توان یافت. ویژگی هایی که عمدتا از الکتریسیته خاص آذرخش (صاعقه) نشات می گیرند. مهمترین این ویژگیها عبارتند از: ولتاژ آذرخش (صاعقه) ، جریان ، قدرت ، سرعت و دفعات تکرار آذرخش (صاعقه)
      +  
ولتاژ آذرخش (صاعقه)ولتاژ آذرخش (صاعقه) معمولا بین 10 تا 20 میلیون ولت در نوسان است و بعضا تا 100.000.000 ولت هم افزایش پیدا می کند.
بزرگی این رقم را وقتی بهتر درک می کنید که آن را با برق شهر ( 220 ولت ) مقایسه کنید. به عبارت دیگر ولتاژ آذرخش (صاعقه) آنقدر زیاد است که می تواند بر مقاوت بسیار زیاد " هوا " در برابر عبور جریان برق ، غلبه کرده و از آن بگذرد !
      +  
جریان آذرخش (اعقه)این جریان در حدود 10.000 آمپر شدت دارد. اما این مقدار همیشگی نیست و گاه تا 200 هزار آمپر هم می رسد ( کنتور منزل شما حداکثر 25 آمپر را از خود عبور می دهد. )
      +  
قدرت آذرخش (صاعقه)با توجه به مطالب بالا می توان نتیجه گرفت که آذرخش (صاعقه) به طور معمول حدود 100 میلیارد وات(!) انرژی تولید می کند و می تواند این مقدار را تا 16000 میلیارد وات (!) نیز بالا ببرد. نیرویی که در هیچ کجای دیگر یافت نمی شود
      +  
سرعت آذرخش (صاعقه)آذرخش (صاعقه) با تمام نیروی عظیمش تنها در یک لحظه خود را از ابرهای آسمانی به زمین می رساند. اما زمان دقیق این لحظه چقدر است ؟ مشاهدات و محاسبات دقیق سازمان فضایی آمریکا ( ناسا ) نشان می دهد که تخلیه الکتریکی ابرها معمولا در مدت زمانی کمتر از چند صدم تا چند هزارم ثانیه رخ می دهند. آذرخش (صاعقه) گاه می تواند تا 40 هزار کیلومتر در ثانیه سرعت بگیرد ! یعنی می تواند در یک ثانیه 20 بار مسیر رفت و برگشت تهران - مشهد را طی کند.
      +  
دفعات تکرار آذرخش (صاعقه) در یک محدوده مشخصوقتی در منطقه ای آذرخش (صاعقه) روی می دهد ، این احتمال هست که آذرخش (صاعقه) چندین بار دیگر نیز به آن حوالی برخورد کند اما نمی توان تعداد دقیق آن را تعیین کرد.
با این وجود می توان گفت در مناطق کویری و کوهستانهای مرتفع ، احتمال برخورد پی در پی آذرخش (صاعقه) بیش از دیگر مناطق است. همچنین برخی از نقاط کره زمین ، آذرخش (صاعقه) خیز تر از جاهای دیگر هستند ؛ امروزه ماهواره های هواشناسی با عکس برداری های دقیق و مداوم از تمام کره زمین ، دفعات بروز آذرخش (صاعقه) را در نواحی مختلف شمارش می کنند. این شمارش نشان می دهد که مناطق قطبی با میانگین 3 بار آذرخش (صاعقه) در ساعت ، کمترین و رشته کوه آلپ با 1000 صاعقه در ساعت ، بیشترین آمار بروز آذرخش (صاعقه) را دارد.
مناطق هیمالیایی هم از جمله سرزمین های آذرخش (صاعقه) خیز جهان محسوب می شوند. همچنین کوههای "البرز" در ایران و کوههای "هندوکش" در افغانستان نیز از مناطق پر آذرخش (صاعقه) جهان هستند. از دیگر ویژگی آذرخش (صاعقه) ، زاینده بودن آن است ؛ به این معنی که آذرخش (صاعقه) می تواند نور ، صدا ، حرارت و... تولید کند و همه اینها تاثیرات چشم گیری بر محیط اطراف خود دارند.
◄ 
 آذرخش (صاعقه) به غیر از نور و صدا چه چیزهای دیگری تولید می کند ؟آذرخش (صاعقه) علاوه بر پیامدهای مشهودی چون نور و صدا ، بسیاری تولیدات دیگر نیز دارد که برخی از آنها خطرناک و بعضی دیگر تنها پدیدههایی جالب توجه و عجیب اند. از جمله تولیدات آذرخش (صاعقه) می توان ؛ حرارت ، نور ، صدا ، موج ، گاز ، برق زمینی ( ولتاژ گام ) ، خلاء و... را نام برد.

 


◄   آذرخش (صاعقه) چگونه و چه مقدار حرارت تولید می کند؟عبور جریان برق از هر جسمی حرارت تولید می کند ، حال هرچه مقدار جریان برق و مقاومت آن جسم در برابر عبور جریان برق بیشتر باشد ، حرارت تولید شده هم بیشتر است. آذرخش (صاعقه) نیز هنگام شکافتن هوا و پس از آن ، هنگام برخورد با زمین حرارت تولید می کند که با توجه به جریان هزاران آمپری آذرخش (صاعقه) ، مقدار این گرما بسیار زیاد است ؛ آذرخش (صاعقه) در زمان برخورد با زمین 200.000 درجه سانتی گراد گرما تولید می کند. این مقدار حرارت می تواند یک آجر نسوز را ذوب کند !
البته این رقم همیشه یکسان نیست و با توجه به جنس خاک ، میزان رطوبت آن و سایر عواملی که مقاومت زمین را در برابر جریان برق ، کم یا زیاد می کند متفاوت است. در نظر داشته باشید که زمین در برابر جریان عادی برق بسیار مقاوم و کاملا عایق (نارسانا) است و تنها جریانهای فوق العاده زیادی مانند آذرخش (صاعقه) می توانند از زمین عبور کنند. حرارت حاصل از آذرخش (صاعقه) می تواند انسانی را در یک لحظه به ذغال تبدیل کند یا مشتی از خاک را با ذوب کردن به سنگ تبدیل کند و یا درخت تنومندی را به آتش بکشد.
◄ 
 آذرخش (صاعقه) چگونه و چه مقدار نور تولید می کند؟همانطور که گفته شد صاعقه یک قوس الکتریکی یا به عبارت دیگر یک جرقه بسیار بزرگ است و با شکافتن ملکولهای هوا نور تولید می کند. نوری که صاعقه تولید می کند از فاصله 100 کیلومتری قابل رؤیت است. این نور می تواند تا شعاع چند کیلومتری اطراف خود را روشن کرده و کسانی را که از نزدیک آن را ببینند به طور موقت یا دائم کور کند.

 


◄   صدای آذرخش (صاعقه)صدا از پیامدهای همیشگی آذرخش (صاعقه) است. این صدا بر اثر شکافته شدن هوا ایجاد می شود و در حقیقت صدای انفجار ناشی از برخورد صاعقه است. صدای آذرخش (صاعقه) همیشه چند ثانیه پس از دیده شدن برق آن به گوش می رسد ؛ علت این مساله بیشر بودن سرعت نور به نسبت سرعت صوت است. یعنی هر چند صدا و نور صاعقه همزمان تولید می شوند اما ما اول نور صاعقه ( برق ) را می بینیم ، بعد صدای آن ( رعد ) را می شنویم. سرعت نور: 360 هزار کیلومتر در ثانیه و سرعت صوت ۳۳۰ هزار کیلومتر در ثانیه است.
◄   موج ناشی از صدای آذرخش (صاعقه)

همانطور که گفته شد آذرخش (صاعقه) را می توان نوعی انفجار نیز محسوب کرد ، خصوصا وقتی به زمین برخورد می کند. بنابراین آذرخش (صاعقه) هم موج انفجار تولید می کند ، موجی که گاه می تواند انسانی را به هوا پرتاب کند.
◄   آذرخش (صاعقه) ، گاز تولید می کندشاید یکی از عجیب ترین پیامدهای آذرخش (صاعقه) ، تولید گاز باشد و بیشتر تعجب می کنید وقتی که بدانید این گاز " اوزون " است. همان گازی که با قرار گرفتن در لایه های بالایی جو ، سدی در برابر تشعشعات زیانبار کیهانی ایجاد می کند.
"اوزون" در حقیقت همان اکسیژن است ولی به جای 2 اتم ، دارای 3 اتم اکسیژن است
مولکول اکسیژن به علت مشکلات پیوندی نمی تواند به راحتی به صورت 3 اتمی در اید و به همین دلیل مقدار گاز اوزون در طبیعت بسیار محدود است اما صاعقه این کار را به زور و اجبار انجام می دهد و اتم های اکسیژن را سه به سه به هم پیوند می زند و " اوزون " تولید میکند. اوزون بر خلاف اکسیژن یک گاز سمی است و تنفس آن می تواند خطرناک باشد.
◄ 
 برق زمینی (ولتاژ گام)برق زمینی یا " ولتاژ گام " یکی دیگر از عواقب خطرناک آذرخش (صاعقه) است ؛ برق زمینی ، جریانی است که پس از وقوع صاعقه ، برای لحظاتی در زمین باقی می ماند تا جذب زمین شده یا تبدیل به گرما شود. ولتاژ گام در زمین حرکت می کند اما مسیر حرکت مشخصی ندارد. معمولا قسمت عمده برق زمینی در اعماق فرو می رود اما اگر سطح زمین مرطوب ، دارای بستر سنگی یا پوشید از خاک مناسب یا علفزار باشد ، ترجیح می دهد که روی سطح زمین و در جهات مختلف ، حرکت کند.
این پدیده را ولتاژ گام می نامند زیرا با وارد کردن برق از راه گامهای شخص ( پاهای او ) ، باعث برق گرفتگی او می شود. ولتاژ گام تا شعاع چندین متر در اطراف محل اصابت آذرخش (صاعقه) پراکنده شده و اشخاصی که در مسیر حرکت او قرار گرفته باشند را دچار برق گرفتگی می کند.
اینکه ولتاژ گام دقیقا چقدر برد دارد قابل محاسبه نیست و به میزان رسانایی خاک آن محل ( موارد ذکر شده در بالا) بستگی دارد ولی به ندرت دیده شده برق زمینی بیشتر از 100 متر در سطح زمین پیش برود. ولتاژ گام مختص آذرخش (صاعقه) نیست و در حوادث صنعت برق مانند افتادن کابل های فشار قوی برق بر روی زمین نیز ایجاد می شود. البته به طور حتم ولتاژ گام ناشی از صاعقه بسیار قوی تر است.
◄ 
 آذرخش (صاعقه) چه خطراتی دارد و باعث چه آسیبهایی می شود؟تا اینجا دانستید که آذرخش (صاعقه) دارای یک جریان قدرتمند برق است. همچنین آذرخش (صاعقه) ، حرارت ، نور ، صدا ، موج ، گاز و برق زمینی تولی می کند و باید بدانید که همه این تولیدات آذرخش (صاعقه) می توانند خطرناک و بعضا مرگ آفرین باشند. ابتدا ببینیم این پدیده چه آسیبها و صدماتی را ایجاد می کند ، بعد از آن راههای مقابله با ص آذرخش (صاعقه) را خواهید خواند ، سپس چگونگی کمک رسانی به یک مصدوم صاعقه زده را می آموزید.
عمده صدماتی که به وسیله صاعقه ایجاد می شود عبارتند از: سوختگی ، مشکلات تنفسی ، ایست قلبی ، ضایعات چشمی ، نا شنوایی ، مشکلات مغزی ، شوک ، خونریزی داخلی ، آسیب به دستگاه عصبی ، شکستگی و ضایعات استخوانی
صدمات ناشی از صاعقه را می توان به 3 دسته کلی تقسیم کرد ؛
گروه اول ، صدمات ناشی از برخورد مستقیم آذرخش (صاعقه) با شخص
گروه دوم ، صدمات ناشی از ولتاژ گام
گروه سوم ، صدمات ناشی از عوارض جانبی آذرخش (صاعقه) ( مانند حرارت جانبی ، نور ، صدا ، موج و گاز )صدمات ناشی از برخورد مستقیم آذرخش (صاعقه) با شخص
برخورد مستقیم آذرخش (صاعقه) با شخص ، خطرناک ترین حالت ممکن است. خطر وقتی بیشتر می شود که آذرخش (صاعقه) از نزدیکی "قلب" یا از "سر" وارد بدن شود. با اصابت آذرخش (صاعقه) به شخص ، ممکن است صدمات زیر در بدن وی ایجاد شود:

1. ضربه مغزی:
کمتر پیش می اید که آذرخش (صاعقه) باعث ضربه مغزی شود. معمولا این اتفاق زمانی می افتد که آذرخش (صاعقه) به "سر" مصدوم برخورد کند و این نوع برخورد ، به ندرت روی می دهد اما در چنین حالتی احتمال مرگ بسیار زیاد است و احتمالا مصدوم در همان ساعات اولیه خواهد مرد. البته در مواردی هم شدت عارضه کمتر بوده و به صدمات مغزی خفیف تری میانجامد ، هرچند این صدمات نیز می توانند بسیار جدی باشند و منجر به عواقبی چون فلج دائم و... شوند.

2. ایست قلبی:
این اتفاقی است که برای بیشتر صاعقه زده ها رخ می دهد. آذرخش (صاعقه) می تواند با عبور دادن جریان برق از قلب یا با وارد کردن ضربه و شوک قوی به آن ، باعث توقف تپش قلب شود.

3. سوختگی:
تقریبا در تمام برخورد های مستقیم ، درصدی از سوختگی دیده می شود. سوختگی ناشی از برخورد مستقیم صاعقه می تواند بسیار شدید و عمیق باشد یا بسیار خفیف و سطحی ؛ و این از عجایب آذرخش (صاعقه) است ؛
گاه پیش می اید که برخورد آذرخش (صاعقه) ، شخص را به تکه ای گوشت سوخته و سیاه رنگ تبدیل می کند و او را در دم می کشد اما درصد کمی از آذرخش (صاعقه) زده ها دچار چنین سرنوشتی می شوند. در بیشتر موارد آذرخش (صاعقه) از قسمتی از بدن وارد و از قسمتی دیگر خارج می شود و در طول مسیر عبور خود تمام بافتها را از درون می سوزاند ، در این میان هرچه اعضای سوخته شده مهمتر باشند خطر بیشتر است. اما مواردی هم پیش می اید که آذرخش (صاعقه) به دلیل سرعت زیادش تنها از سطح بدن عبور می کند و جز یک سوختگی سطحی ، اثر دیگری از خود بر جای نمی گذارد !

4. خونریزی داخلی:
عبور جریان قوی برق از بافتهای درونی بدن ، علت اصلی خونریزی داخلی ناشی از آذرخش (صاعقه) است و می توان گفت شمار زیادی از آذرخش (صاعقه) زده ها دچار این جراحت می شوند.

5. شوک:
تمامی کسانی که صاعقه با آنها برخورد کرده دچار برق گرفتگی می شوند. کمترین اثر برق گرفتگی با چنین ولتاژی یک شوک شدید است که در صورت معالجه نشدن منجر به بی هوشی ، کما و حتی مرگ می شود.

6. آسیب به دستگاه عصبی:
از دیگر عوارض برق گرفتگی با ولتاژ بالا ، صدمه دیدن دستگاه عصبی است.
اگر این آسیب در نخاع باشد می تواند منجر به فلج کامل یا فلج اندام تحتانی شود و اگر اعصاب سایر نقاط بدن لطمه ببیند عوارض مختلفی منجمله بی حسی در اندامها را به دنبال خواهد داشت.

7. مشکلات تنفسی:
آسیب دیدن بصل النخاع که کنترل دستگاه تنفسی را بر عهده دارد ، ضایعه ای است که باعث برهم خوردن نظم تنفس و حتی خفگی می شود. همچنین صدمه دیدن "ریه" می تواند باعث عفونت یا سایر مشکلات ریوی در اینده شود.

8. ضایعات در چشم و گوش:
حرارت و ضربه ناشی از آذرخش (صاعقه) می تواند باعث پاره شدن پرده صماخ گوش و لطمه خوردن مویرگها و مردمک چشم شود که اثر آن کری و کوری موقت یا دائم خواهد بود.
◄ 
 صدمات ناشی از ولتاژ گام:صدمات ولتاژ گام به صدمات ناشی از برق گرفتگی شدید محدود می شود. بیشتر عوارض فوق را می توان در لیست صدمات ولتاژ گام قرار داد اما ولتاژ گام قدرت کمتری دارد و دارای عوارضی چون نور و موج انفجار هم نیست بنابراین جراحات خفیف تری ایجاد می کند؛ مثلا سوختگی های ناشی از ولتاژ گام با وجود عمقی و خطرناک بودن ، به سطح نمی رسد و ضربه مغزی نیز در زمره صدمات ولتاژ گام قرار نمی گیرد. افت فشار و کرختی و بی حسی شدید دست و پا از دیگر عوارض ولتاژ گام است.


برچسب‌ها: فصل سوم, الکتریسیته



نویسنده: ارغوان مقصودی - پنجشنبه نوزدهم دی 1392

به این تصویر دقت کنید:

 

 

 

 

در این روش یک جسم باردار منفی به گوی رسانا نزدیک می ‌شود. این جسم باردار باعث حرکت بار منفی گوی به سمت دور از میله می شود، سپس طرف منفی گوی به زمین (یا دست) متصل شده و بار منفی آن تخلیه می شود. در این مرحله گوی دارای بار مثبت است. با دور کردن میله باردار، بار مثبت بطور یکنواخت روی گوی پخش می گردد. با همین روش می توان به گوی بار منفی داد، با این تفاوت که باید از میله ای با بار مثبت استفاده کرد. بطور کلی بار ایجاد شده با این روش همواره باری مخالف بار میله خواهد بود.

 در تصویر زیر روش دیگری برای باردار کردن دو گوی مشاهده می کنید.

 

 

 

در این روش هر دو گوی باردار می شوند و بار آن ها همیشه مساوی و مخالف یکدیگر می باشد. روش های جدیدی که آموختید، همگی مبتنی بر اثر گذاری نیروی الکتریکی از راه دور می باشد، به عبارت دیگر در آن ها نیازی به تماس مستقیم وجود ندارد. به این روشها اصطلاحا " باردار کردن به روش القا" می گویند.

 

اجزای الکتروسکوپ:

یک الکتروسکوپ ساده دارای ۳ جز اصلی است:

  1. کلاهک
  2. میله فلزی
  3. یک ورقه تا شده طلا یا آلومینیوم

تاریخچه برقنما:

الکتروسکوپ اسبابی برای آشکارسازی وجود بار الکتریکی است الکتروسکوپ ازدوورقه طلا یا آلومینیم ،تشکیل می شود که به یک سر میلهٔ رسانای فلزی متصل شده اند و میله به وسیلهٔ گیرهٔ عایقی نگاهداشته می شود، وقتی که میله و ورقه ها بار الکتریکی کسب کنند، ورقه ها بر اثر نیروی رانش متقابل حاصل از بارهای همنام از یکدیگر دور می شوند.

برای اولین بار آبراهام بنت در سال ۱۷۸۷ این الکتروسکوپ را ساخت . و بعداً شخصی بنام الکساندر ولتا آن را تکمیل کرد

چگونگی کارکرد الکتروسکوپ:

اول باید الکتروسکوپ دارای بار الکتریکی معین باشد. برای مثال الکروسکوپ دارای بار مثبت است. جسمی باردار را نزدیک الکتروسکوپ می‌کنیم و اگر دو ورقه از هم باز شدند یعنی بار جسم و دستگاه هم نام است (طبق مثال، نتیجه می‌گیریم جسم دارای بار مثبت است) و اگر به هم نزدیک شوند یعنی بار دستگاه و جسم نا هم نام است (طبق مثال جسم دارای بار منفی است).

القای الکتریکی:

باردار کردن جسم رسانا بدون تماس با جسم باردار را القای الکتریکی می‌گویند.

باردار کردن الکتروسکوپ به روش القایی به بار مثبت:

میله پلاستیکی دارای بار منفی به کلاهک نزدیک می‌کنیم. الکترون‌های کلاهک رانده می‌شود و دو ورقه از هم باز می‌شود. درحالی که میله پلاستیکی نزدیک کلاهک است با انگشت الکتروسکوپ را به زمین وصل می‌کنیم. الکترون‌های اضافی به زمین منتقل می‌شود. ورقه‌ها خنثی شده روی هم می‌افتد. انگشت را ورداشته و میله پلاستیکی را دور می‌کنیم. بار مثبت در تمام الکتروسکوپ پخش می‌شود. از این روش نیز می‌توان الکتروسکوپ را دارای بار معین کرد.

تعیین مقدار بار الکتریکی یک جسم توسط الکتروسکوپ :

برای تعیین دقیق نمی‌توان از این نوع الکتروسکوپ استفاده کرد برای همین از الکتروسکوپ‌های دیجیتالی و قوی که از طلا هستند استفاده می‌شود. اما برای تعیین از مقدار افزایش زاویه بین دو ورقه نسبت به زاویه قبلی و با توجه به هم نامی یا غیر هم نامی بار استفاده می‌شود.

 


برچسب‌ها: فصل سوم, الکتریسیته



نویسنده: ارغوان مقصودی - پنجشنبه نوزدهم دی 1392
آزمایش کنید

    وسیله های آزمایش : دو تیغه ی شیشه ای - دو تیغه ی پلاستیکی - پارچه پشمی و ابریشمی - نخ - پایه دو عدد برای آویزان کردن تیغه ها .
    ١- تیغه ی شیشه ای را با پارچه ی ابریشمی مالش دهید و به خرده های کاغذ نزدیک کنید  . چه اتفاقی رخ می دهد ؟
    ٢- همین آزمایش را با تیغه ی پلاستیکی انجام دهید و مشاهده های خود را بیان کنید .

    ٣- تیغه ی شیشه ای را با پارچه ی ابریشمی مالش دهید و آن را از گرانیگاه به وسیله ی نخ خشک آویزان کنید .
سپس تیغه ی شیشه ای دیگری را با پارچه ی ابریشمی مالش داده و به تیغه ی شیشه ای آویخته شده نزدیک کنید ، چه اتفاقی رخ می دهد ؟  

 

    ٤- همین آزمایش را با دو تیغه ی پلاستیکی که با پارچه ی پشمی مالش داده اید تکرار کنید و مشاهده های خود را بیان کنید. 

    ٥- آزمایش را با یک تیغه ی شیشه ای و یک تیغه ی پلاستیکی انجام دهید .
نتیجه های تجربه ها ی انجام شده را بنویسید و ربایشی یا رانشی بودن نیرو ها را مشخص کنید .

جواب :

1: تیغه شیشه ای خرده های کاغذ را می رباید و اندکی بعد آنها را رها می سازد.

2- تیغه پلاستیکی نیز ابتدا خرده های کاغذ را می رباید و بعد از مدتی آنها را رها می سازد.

3- بعلت هم نوع بودن بار تیغه های شیشه ای( هر دو مثبت) تیغه آویخته توسط تیغه دیگر رانده می شود.

4- مثل حالت قبل تیغه های پلاستیکی که هر دو بار منفی دارند یکدیگر را می رانند.

5- در این حالت به دلیل غیر هم نوع بودن بارهای تیغه ها، یکدیگر را می ربایند.

 

 

 قانون پایستگی بار الکتریکی

 بار الکتریکی از هیچ به وجود نمی آید و از بین هم نمی رود، فقط از یک جسم به جسم دیگر منتقل می شود. این بیان را پایستگی بار الکتریکی می نامند.

س: چند نوع بار الکتریکی وجود دارد؟

ج: دو نوع: بار منفی( بار الکترون با علامت e- ) و بار مثبت ( بار پروتون با علامت e+ ).

س: بارهای الکتریکی الکترون و پروتون چه فرقی با هم دارند؟

ج: از نظر مقدار یکی هستند اما علامتهای مخالف هم دارند. توجه کنید که در نظر گرفتن علامتهای منفی و مثبت برای بارهای الکتریکی الکترون و پروتون یک اتمی قراردادی است و برای طبیعت این علامتها مفهومی ندارند.

              

 


برچسب‌ها: فصل سوم, الکتریسیته



نویسنده: ارغوان مقصودی - پنجشنبه نوزدهم دی 1392

مواد را به طور کلی می توانیم برحسب قابلیت حرکت بار در آنها دسته بندی کنیم. رسانا ماده ای

است که بار می تواند به آزادی در آن حرکت کند. فلزات )مانند سیم مسی یک لامپ معمولی(، بدن

انسان و آب مثال هایی از این دسته هستند.

برقراری جریان الکتریکی در فلزها آسان است، زیرا یک یا چند الکترون پوستهٔ خارجی اتم های

فلز، به هستهٔ اتم خاصی وابسته نیست؛ بلکه می تواند آزادانه در ماده حرکت کنند. به این الکترون ها که

به آسانی می توانند درون جسم جابه جا شوند، الکترون آزاد می گویند.

هرفلز، به همان دلیلی که رسانای خوب گرما است، رسانای الکتریکی خوبی هم هست. زیرا

الکترون های پوستهٔ خارجی اتم های آن سست اند.

الکترون های برخی مواد دیگر مثلاً لاستیک و شیشه پیوند محکمی با اتم ها دارند و هر

الکترون به اتمی خاص تعلق دارد. آنها نمی توانند بین اتم های دیگر ماده آزادانه حرکت کنند. در نتیجه،

به راه انداختن آنها راحت نیست. این مواد به همان دلیل که رسانای گرما نیستند، رسانای الکتریسیته

نیز نیستند. چنین موادی را نارسانا می نامند.


برچسب‌ها: فصل سوم, الکتریسیته



نویسنده: ارغوان مقصودی - پنجشنبه نوزدهم دی 1392
وقتی دو جسم را به هم مالش می دهیم، تعدادی الکترون از یک جسم به جسم دیگر منتقل می شود. درنتیجه، جسمی که الکترون دریافت می کند، تعداد الکترون هایش افزایش می یابد و بار الکتریکی آن جسم منفی می شود. همچنین جسمی که الکترون از دست می دهد، تعداد الکترون هایش کاهش می یابد و بار الکتریکی آن جسم مثبت می شود.
یک تیغه ی شیشه ای را با پارچه ی ابریشمی مالش می دهیم و به وسیله ی نخ خشک آن را از گرانیگاه آویزان می کنیم. تیغه ی شیشه ای دیگری را با
پارچه ی ابریشمی مالش داده و به تیغه ی آویخته نزدیک می کنیم. مشاهده می کنیم، تیغه ی آویخته دور می شود.
اگر همین اعمال را با دو تیغه ی پلاستیکی که با پارچه ی پشمی مالش داده شده اند، انجام دهیم، نتیجه ی یکسانی حاصل می شود.
اما اگر آزمایش را با یک تیغه ی شیشه ای که با پارچه ی ابریشمی باردار شده است و یک تیغه ی پلاستیکی که با پارچه پشمی مالش داده شده است، انجام دهیم. تیغه ی آویخته به تیغه ای که در دست ما است نزدیک می شود.
 
این آزمایشها نشان می دهند، دو تیغه ی باردار با بارهای هم نوع یک دیگر را می ربایند و دو تیغه ی باردار با بارهای غیرهم نوع یک دیگر را می رانند
وقتی یک بادکنک را با پارچه ی پشمی مالش می دهیم و آن را به دیوار نزدیک می کنیم، باد کنک به دیوار می چسبد.
با انجام این آزمایش ها و آزمایش های مشابه می توانیم نتیجه بگیریم

 جسم ها دارای دو نوع بار الکتریکی، بار الکتریکی مثبت و بار الکتریکی منفی هستند
 بین بارهای الکتریکی هم نوع ، رانش و بین بارهای الکتریکی ناهم نوع ربایش وجود دارد
 جسم های باردار بر روی جسم های بدون بار نیز اثر می گذارند
یکای بار الکتریکی، کولن نام دارد و آن را با نماد  نمایش می دهیم اندازه ی بار الکتریکی الکترون و پروتون یکسان است و فقط علامت آن ها با هم متفاوت است
 
    
    بار الکتریکی الکترون

      بار الکتریکی پروتون 
 
 بار الکتریکی یک جسم باردار از رابطه ی زیر به دست می آید
 
 
 
 
  در این رابطه   تعداد الکترون هایی است که جسم دریافت می کند یا از دست می دهد.

برچسب‌ها: فصل سوم, الکتریسیته



نویسنده: ارغوان مقصودی - پنجشنبه نوزدهم دی 1392

الکتریسته
1- وقتی دو جسم را به یکدیگر مالش می دهیم. در هر یک از آنها بار الکتریکی ایجاد می شود.
2 – بارهای الکتریکی بر یکدیگر اثر می کنند و بارهای همنام یکدیگر را می رانند و بارهای غیرهمنام یکدیگر را می ربایند.

ساختار اتمی

ماده از اتم ها ساخته شده است و ساختار هر اتم شامل هسته (پروتون و نوترون) با بار مثبت و الکترون ها با بار منفی در وارد هسته ی اتم می باشد. بار مثبت هسته مقدار پروتون های هسته می باشد و تعداد الکترون های هر اتم برابر مقدار و پروتون های آن اتم می باشد.
هر گاه جسمی الکترون دریافت کند، دارای بارمنفی گردیده و اگر الکترون از دست بدهد، بار مثبت پیدا می کند.
اندازه ی بار الکتریکی یک الکترون و یا
c یکای بار الکتریکی کولن نام دارد.

میلیکان با آزمایش مقدار بار الکتریکی هر الکترون را اندازه گیری و مقدار آن را فرمول پایین گزارش کرد.

e=1.6×10-19c

 


برچسب‌ها: فصل سوم, الکتریسیته            لینک

نظرات 0 + ارسال نظر
امکان ثبت نظر جدید برای این مطلب وجود ندارد.