joker123 تحقيق در مورد الكتريكي - لادین

تحقيق در مورد الكتريكي

thumbnail

الکتریسیته چیست؟

الكتریسیته در همه جای زندگی ما دیده می شود، الكتریسیته خانه ها را
روشن می كند ، غذای ما را می پزد ، نیروی لازم برای كامپیوتر ، تلویزیون و
دیگر وسایل الكترونیكی را تامین می كند. الكتریسیته ی باتری ها ، چراغ قوه
را در تاریكی روشن می كند و ماشین ما را به حركت در می آورد.

می
توانید كاری كنید تا بفهمید الكتریسیته تا چه اندازه مهم است. به سمت مدرسه
یا خانه خود بروید و وسایل و ماشین های مختلفی كه از الكتریسیته استفاده
می كنند را بنویسید . از تعداد زیاد چیزهایی كه ما هر روزه استفاده می كنیم
و به الكتریسیته وابسته است متعجب خواهید شد.

 

اما الكتریسیته چیست ؟ از كجا آمده است؟ چطور كار می كند؟

 

قبل از این كه همه این ها را بفیمهیم ، باید كمی درباره اتم ها و ساختار آن ها بدانیم.

همه مواد از اتم ها و اتم ها از ذرات كوچك تری  ساخته شده اند. سه ذره اصلی كه اتم ها را می سازد پروتون ، الكترون و نوترون است.

الكترون ها به دور مركز یا هسته اتم می چرخند همان طور كه ماه به دور زمین می گردد. هسته از نوترون و پروتون تشكیل شده است.

الكترون ها شامل یك بار منفی و پروتون ها یك بار مثبت هستند ، نوترون ها خنثی هستند آن ها نه بار مثبت دارند نه بار منفی.

 

انواع
مختلفی از اتم ها وجود دارد، هر یك از این انواع، یك عنصر است، اتم تنها
قسمت سازنده عنصر است. 118 نوع عنصر شناخته شده وجود دارد، بعضی عناصر
مانند اكسیژنی كه ما با آن نفس می كشیم برای حیات ضروری است.

 

الکتریسیته چیست؟

در
هر اتم تعداد مشخصی الكترون ،پروتون و نوترون وجود دارد، اما معمولاً جدا
از این كه یك اتم چند ذره دارد، تعداد الكترون ها باید با تعداد پروتون ها
برابر باشد. اگر تعداد الكترون ها و پروتون ها یكی باشد، اتم در تعادل و
بسیار پایدارد است.

بنابراین، اگر یك اتم 6 پروتون داشته باشد، باید 6
الكترون نیز داشته باشد، عنصری با 6 پروتون و 6 الكترون، كربن نامیده می
شود، كربن در خورشید، ستاره ها، ستاره های دنباله دار، اتمسفر بیشتر سیاره
ها و مواد غذایی كه می خوریم به مقدار زیادی وجود دارد، ذغال سنگ و الماس
نیز از كربن ساخته شده است.

بعضی از اتم ها الكترون های خودشان را از
دست داده اند. یك اتم كه الكترون خود را از دست داده باشد، تعداد پروتون
هایش بیشتر از الكترون ها و دارای بار مثبت است. یك اتم كه الكترون بدست
آورد ذرات منفی بیشتر و بار منفی دارد. یك اتم باردار یون نامیده می شود.

 

می
توان الكترون ها را وادار كرد تا از یك اتم به اتم دیگر حركت كنند. وقتی
الكترون ها بین اتم ها حركت می كنند، جریان الكتریسیته تشكیل می شود .

این
زنجیره مانند خاموش كردن آتش بوسیله سطل در زمان های قدیم است. اما در این
جا به جای منتقل كردن سطل از یك طرف به طرف دیگر ، هر شخص یك سطل دارد و
فقط آب منتقل می شود (به این معنی كه سطل خالی را به عنوان یون و سطل پر را
به عنوان اتم خنثی و آب را به عنوان الكترون در نظر بگیریم. در رسانای
فلزی یون ها منتقل نمی شوند بلكه الكترون ها منتقل می شوند) این كار خیلی
به عبور جریان الكتریسیته شبیه است. در واقع بار از یك اتم به اتم دیگر
منتقل می شود.

چون همه اتم ها دوست دارند در تعادل باشند. اتمی كه
نامتعادل شده است به دنبال الكترون آزادی می گردد تا جای خالی الكترون از
دست رفته را پر كند. ما می گوییم كه این اتم نامتعادل یك بار مثبت دارد چون
تعداد زیادی پروتون دارد.

 

اما بار مثبت و منفی به الكتریسیته چه ربطی دارد؟

 

الکتریسیته چیست؟

دانشمندان
و مهندسان چندین راه برای تولید زیاد اتم مثبت و الكترون آزاد پیدا كرده
اند. از آن جایی که اتم های مثبت دوست دارند تعادل داشته باشند، الكترون ها
را به شدت جذب می كنند. الكترون ها نیز دوست دارند جزئی از یك اتم متعادل
باشند، بنابراین آن ها نیز اتم های مثبت را جذب می كنند تا به تعادل برسند.

بنابر
این هر چه اتم های مثبت یا الكترون های منفی بیشتری داشته باشید، جاذبه
بین آن ها بیشتر است. چون بارهای مثبت و منفی، هم دیگر را جذب می كنند می
توانیم كل جاذبه را “بار” بنامیم.

وقتی الكترون ها در بین اتم های
ماده حركت می كنند، یك جریان الكتریسیته تشكیل می شود. این چیزی است كه در
یك سیم اتفاق می افتد. الكترون ها از یك اتم به اتم دیگر منتقل شده و یك
جریان الكتریكی از یك سر به سر دیگر بوجود می آید.    

 

الكتریسیته
در بعضی مواد بهتر از مواد دیگر منتقل می شوند. مقاومت یك ماده  نشان می
دهد كه چقدر رسانای خوب جریان الكتریسیته است، هر چه مقاومت كمتر، رسانا
بهتر. بعضی از مواد به شدت الكترون خود را نگه می دارند و الكترون ها در
بین آن ها به سختی حركت می كنند این مواد را عایق می نامیم. پلاستیك،
لاستیك، لباس، شیشه و هوای خشك عایق های بسیار خوبی هستند و مقاومت بسیار
بالا یی دارند.

مواد دیگری وجود دارند كه الكترون های ضعیفی دارند،
الكترون ها در بین آن ها به راحتی حركت می كنند. این گونه مواد را رسانا
گویند، اكثر فلزات مانند مس، آلومینیوم، یا استیل رساناهای خوبی هستند.

 

وقتی الكترون ها در بین اتم های ماده حركت می كنند، یك جریان الكتریسیته تشكیل می شود.

 

کلمه الکتریسیته از کجا آمده است ؟

الکترون(Electrons)،
الکتریسیته(electricity)، الکترونیک (electronic) و کلمات دیگری که با
electr شروع می شوند از کلمه یونانی elecktor به معنی خورشید درخشان گرفته
شده است. در یونان electron کلمه ای است که برای کهربا استفاده می شود.

 

کهربا
سنگ قهوه ای طلایی بسیار زیبایی است که در نور خورشید برق نارنجی و زرد
دارد. کهربا در واقع شیره فسیل شده درخت است. میلیون ها سال پیش حشرات در
بین شیره درختان گیر افتادند. حشرات کوچکی که دایناسورها را نیش زده بودند
در بدنشان خون با DNA دایناسورها است که حالا در کهربا فسیل شده است.

یونانی
های قدیم کشف کردند که کهربا وقتی به خز یا اشیا دیگر مالیده می شود رفتار
عجیبی از خود نشان می دهد. مانند جذب پر. آن ها نمی دانستند که چه چیزی
باعث این پدیده می شود. اما آن ها یکی از مثال های الکتریسیته ساکن را کشف
کردند.

کلمه لاتین الکتریک electricus به معنی تولید از کهربا بوسیله اصطکاک است.

بنابراین ما کلمه انگلیسی الکتریسیته electricity را از کلمات یونانی و لاتین که در مورد کهربا بود گرفته ایم.



تحقیقات کلاس علوم (الکتریسیته)



تاریخچه
یوناینان
باستان از مشاهدات خود نتیجه گرفتند که هرگاه کهربا را با پارچه پشمی یا
پوست مالش دهند، اجسام سبکی را به خود جذب می‌کند. واژه الکتریسیته از کلمه
یونانی الکترون به معنی کهربا گرفته شده است. این واژه اولین بار در
نوشته‌های تالس ( 547 ـ 640 ق . م ) بکار رفته است. ویلیام گیلبرت ( 1544 ـ
1603 م )با انتشار کتابی درباره مغناطیس نظریات گذشتگان را مورد بررسی
قرار داد. و نتیجه گرفت که نیروهای الکتریکی و مغناطیسی از هم جدا
می‌باشند.

برای مثال سنگ مغناطیس می‌تواند آهن و فقط چند ماده دیگر
را جذب کند. در صورتی که کهربا و اجسامی که خاصیت الکتریکی دارند
می‌توانند ذرات کوچک و سبک اجسام گوناگون را جذب کنند. وی عقیده داشت که
اجسام الکتریکی اثر دافعه ندارد. در سال 1646 سرتوماس برادن تجربه‌های خود
را درباره اثر دافعه الکتریکی منتشر نمود و اظهار کرد که بین مواد الکتریکی
نیز همانند مواد مغناطیسی نیروهای جاذبه و داففه وجود دارند.
 
سیر تحولی و رشد
در
سال 1663 اتونون گریکه ماشینی ساخت که بوسیله آن بار الکتریکی زیادی تولید
می‌شد. آنگاه دانشمندان دیگری چون استن گری ( 1670 ـ 1736 ) و شارل دونی (
1698 ـ 1739 ) تجربه‌های دقیقتری انجام دادند، به خود و نوع الکتریسیته پی
بردند. برای ایجاد الکتریسیته ساکن‌تری که می‌توانستند جرقه‌ها و تکانهای
ترسناک الکتریکی تولید کنند.
برای مثال یکی از استادان فیزیک دانشگاه
لندن بارهای الکتریکی این گونه ماشینها را در یک بطری پر از مایع جمع کرد.
مقدار الکتریسیته در بطری لیدن آن قدر زیاد بود که اگر شخصی بطری را در دست
می‌گرفت و دست دیگر خود را به میله سر بطری می‌زد تکان شدیدی در بدن خود
احساس می‌کرد.
در قرن هیجدهم میلادی بطری لیدن مورد توجه بنیامین
فرانکلین (1756 ـ 1790) قرار گرفت، وی پس از آزمایشهای متعدد نتایج کار خود
را در سال 1747 منتشر کرد. او معتقد بود که دو نوع الکتریسیته که قبل از
وی کشف شده بود اساسا باهم تفاوتی ندارد، بلکه حتی جسمی در اثر مالش دارای
الکتریسیته می‌شود. یکی از دو جسم دارای الکتریسیته اضافی یعنی بار مثبت و
دیگر دارای الکتریسیته منفی می‌شود.

قانون بقای بار الکتریکی
دو
نوع بار الکتریکی وجود دارد و این بارهای الکتریکی که می‌توانند ساکن یا
متحرک باشند و آثاری از خود ظاهر می‌سازند. از نظریه فارنکلین این نتیجه
درست نیز بدست آمد که: «بارهای الکتریکی ایجاد نمی‌شوند و از بین نیز
نمی‌روند بلکه از قسمتی از یک جسم به قسمت دیگر منتقل می‌شوند، همچنین
بارهای مثبت و منفی از یکدیگر را خنثی می‌کنند، ولی هیچگاه نابود نمی‌شود.»
این نتایج امروزه قانون بقای بار الکتریکی نامیده می‌شود که مانند قانون
بقای جرم و انرژی از قوانین اساسی طبیعت محسوب می‌شود.

خواص بارهای الکتریسیته
با
بررسی خواص بارهای الکتریکی بهتر به ماهیت ماده پی می‌بریم. مثلا این
خاصیت که بارهای الکتریکی ممنوع یکدیگر را می‌رانند و بارهای الکتریکی یا
نوع مخالف یکدیگر را می‌ربایند. این واقعیت را نشان می‌دهد که درون ماده
نیروهای الکتریکی موجود است. نیروهای پیوستگی بین مولکول‌ها اجسام جامد یا
مایع به سبب وجود نیروهای جاذبه الکتریکی بین بارهای الکتریکی از نوع مخالف
است.

نیروهای متعددی که به هنگام تراکم ماده ظاهر می‌شود به علت
وجود نیروهای رانشی بین بارهای الکتریکی ممنوع است. حرکت این بارهای
الکتریکی ، موجب تولید جریان الکتریسیته و یا به اصطلاح متداول ، جریان برق
می‌شود که ما در خانه و صنعت از آن استفاده می‌کنیم.

تولید الکتریسیته به وسیله مالش
می‌دانید
هرگاه شانه یا یک میله پلاستیکی را با لباس خود یا با یک تکه پارچه پشمی
خشک مالش دهید. ذره‌های گرد و غبار یا خرده‌های کاغذ را جذب می‌کند. همچنین
اگر در هوای خشک ، سطح آینه یا شیشه پنجره را با یک تکه پارچه خشک تمیز
کنید این پدیده اتفاق می‌افتد و ذره‌های گرد و غبار معلق در هوا و کرکهای
جدا شده از پارچه به سطح آینه یا شیشه می‌چسبند. به طوری که پاک کردن سطح
آنها از این ذره‌ها دشوار است. عاملی که سبب جذب این ذرات می‌شود جاذبه
الکتریکی نام دارد و اجسامی که در اثر مالش این خاصیت را پیدا می‌کنند
دارای الکتریسیته ساکن می‌شوند.

الکتریسیته مثبت و منفی
پدیده
وضع الکتریکی نخستین بار در سال 1672 میلادی توسط اتوفن گریکه که با نام
او آشنا هستید بیان شد. او مشاهده کرد که پرهای مرغ نخست جذب یک گلوله
گوگردی باردار شده و سپس از آن رانده می‌شوند. صد و پنجاه سال بعد ، در
فرانسه محققی به نام شارل دونی کشف کرد که دو جسم باردار همیشه یکدیگر را
نمی‌رانند بلکه گاهی هم یکدیگر را می‌ربایند و به این نتیجه رسید که دو نوع
بار الکتریکی وجود دارد. بطوری که بارهای الکتریکی ممنوع یکدیگر را
می‌رانند و بارهای الکتریکی که نوع آنها مختلف است یکدیگر را می‌ربایند.

دونی
برای تشخیص این دو نوع الکتریسیته یکی را الکتریسیته شیشه‌ای و دیگری از
الکتریسیته صمغی (رزینی) نامید. الکتریسیته شیشه‌ای از مالیدن شیشه به
پارچه ابر پشمی تولید می‌شود و الکتریسیته ضمغی از مالیدن کهربا ، گوگرد ،
لاک و ابونیت و بسیاری از مواد دیگر به پشم یا پوست حیوان بدست می‌آید.

بعدها
معلوم شد که این طرف نامگذاری در پاره‌ای از موارد گمراه کننده است. زیرا
مثلا شیشه سنگی زبر و آن در اثر مالش ، الکتریسیته ضمغی تولید می‌کند و
ابونیت بسیار صیقلی شده دارای نوع الکتریسیته شیشه‌ای می‌شود. از اینرو
فرانکلین دانشمند آمریکایی اصطلاح امروزی الکتریسیته مثبت و منفی را بجای
دو نوع شیشه‌ای و ضمغی وضع کرد.
آزمایش ساده برای تولید الکتریسیته ساکن
بنا
به روش سنتی و قدیمی ، در آزمایشهای الکتریسیته ساکن برای تولید
الکتریسیته مثبت شیشه را با ابریشم و برای تولید الکتریسیته منفی ، ابونیت
را با پوست حیوان و مانند پوست گربه مالش می‌دهند. ولی امروزه استات سلولز
برای تولید الکتریسیته مثبت و پلیتن برای تولید الکتریسیته منفی مناسبتر
تشخیص داده شده است. زیرا رطوبت هوا بر روی آنها کمتر اثر می‌گذارد.
 
مواد الکتریسیته ساکن
الکتروفور:
در
سال 1775 میلادی آلساندرو داتا که در ایتالیا معلم فیزیک بود. نامهای به
پریستلی (کاشف اسپزن) نوشت و در آن نامه شرح داد. که اسبابی به نام
الکتروفور اختراع کرده است. الکتروفور را می توان یک نوع ماشین مولد
الکتریسیته ساکن نامید. در این دستگاه صفحه نارسانا در اثر مالش با پوست
حیوان دارای بار الکترون منفی می‌شود و با قرار دادن صفحه فلزی روی آن ،
قسمت بالایی صفحه در اثر القا دارای بار منفی و قسمت پایین صفحه دارای بار
مثبت می‌شود.

سطح پایینتر فلز بوسیله چند نقطه با سطح صفحه
نارسانای زیرین تماس دارد. هرگاه سطح بالایی قرص بطور موقت به زمین وصل
شود. الکترون ها سطح بالایی زمین منتقل می‌شوند به این ترتیب صفحه فلزی
دارای بار مثبت می‌شود.



دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Back To Top
free html hit counter