iMhdi

الدرس 2 : معرفة كيفية تصنيف المواد في الطبيعة وأتمنى أن يكون الدرس بالمستوى المطلوب

2012-08-23T03:55:00.000-07:00

السلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته كيف حالك عزيزي المكهرب :) أنا مهدي من موقع "iMhdi" سعيد جدا أن استضيفك في هذا الدرس الجديد اليوم سوف نتعرف في هذا الباب على المواد الموجودة في هذا الكون , ونعرف الاختلافات بينها .

يمكن تقسيم أي مادة في الكون إلى أقسام من حيث :

1) الحالة

2) القدرة على توصيل الحرارة

3) القدرة على توصيل الكهرباء

فتقسم المواد من حيث الحالة إلى :

* مادة صلبة * مادة سائلة * مادة غازية

وتقسم المواد من حيث قدرتها على توصيل الحرارة إلى :

· مواد جيدة التوصيل للحرارة ( مثل الحديد والألمونيوم والقصدير والنحاس )

· مواد رديئة التوصيل للحرارة ( مثل الخشب والزجاج والبلاستيك )

أما تقسيم المواد من حيث قدرتها على توصيل الكهرباء فيكون كالآتي.

وتقسيم المواد من حيث قدرتها على توصيل الكهرباء هو التقسيم الذي يهمنا في علم الكهرباء والإلكترونيات , حيث أنه لا تخلو دائرة كهربية من مواد موصلة , ومواد عازلة .

وتظهر إستخدامات المواد شبة الموصلة في الدوائر الإلكترونية , ولكن قبل الدخول في موضوع الدوائر الكهربية والإلكترونية , أريد أن أوضح الفرق العلمي بين كل نوع من تلك المواد .

يوجد لكل مادة في الطبيعة , خاصيتين :

1) خاصية التوصيلية ( The Conductivity )

2) خاصية الإعاقة أو المقاومة ( The Resistivity )

خاصية التوصيلية : هي مقياس لقدرة المادة على توصيل التيار الكهربي .

خاصية الإعاقة : هي مقياس لقدرة المادة على إعاقة مرور التيار الكهربي فيها .

لذلك :

المادة الموصلة : لها خاصية التوصيلية أعلى من خاصية المقاومة أو الإعاقة بكثير.
المادة العازلة : لها خاصية الإعاقة أعلى من خاصية التوصيلية بكثير.
المادة شبة الموصلة : لها خاصية التوصيلية مساوية تقريبا لخاصية الإعاقة , أي لا نستطيع أن نقول عنها أنها موصل جيد ولا عازل جيد , وسوف نتحدث عن تلك المواد في باب آخر.
الموصلات الخارقة : هي مواد من صنع البشر , قدرتها على إعاقة التيار الكهربي " صفر " تماما , وبالتالي لها قدرة عالية على توصيل الكهرباء , ولكن لا يستطيع العلماء حتى الآن إنتاج هذه المواد إلا تحت ظروف ضغط وحرارة خاصة جدا , فلن نتعرض لها نهائيا.
العوازل المثالية : هي مواد من صنع البشر أيضا , وهي بعكس الموصلات الخارقة , حيث أن قدرتها على توصيل الكهرباء " صفر " تماما , أي أنها تمنع مرور التيار الكهربي تماما , وأيضا يتم تصنيع تلك المواد تحت ظروف خاصة جدا من الضغط والحرارة , وكذلك لا تهمنا في دراستنا هذه.

أمثلة على المواد الموصلة ( النحاس و الذهب و الحديد و الألمونيوم و القصدير )

أمثلة على المواد العازلة ( الخشب و السيراميك والورق و الفبر و الزجاج والبلاستيك )

أمثلة على المواد الشبه موصلة ( السيليكون و الجرمانيوم )

س : ما الذي يعطي مادة ما خاصية التوصيل الجيد للكهرباء , ويعطي مادة أخرى خاصية العزل الجيد للكهرباء؟

كما درسنا في الباب السابق , أن أي مادة تحتوي على عدد كبير من الذرات المكونة لجزيئاتها , وتلك الذرات تحتوي على عدد من الإلكترونات في مدارها الخارجي , تلك الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي تسمى مجازا بــ " الإلكترونات الحرة" , نظرا لسهولة طردها من مدارها وجعلها تنتقل بسهوله إلى ذرة أخرى , ثم إلى ذرة أخرى , وهكذا , تسمى عملية مرور الإلكترونات ( أو تدفق الإلكترونات ) بــ " التيار الكهربي " , وسوف يتم شرحه في باب آخربالتفصيل , لذلك نستطيع القول بأن :

المادة التي تحتوي على عدد كبير " وفرة " من الإلكترونات الحره تصبح " جيدة التوصيل للكهرباء "
المادة التي تحتوي على عدد قليل " ندرة " من الإلكترونات الحره تصبح " رديئة التوصيل للكهرباء "

والشكل التالي يوضح المادة الموصلة والمادة العازلة :

تأثير الحرارة على المواد الموصلة والعازلة

1) المواد الموصلة تزيد قيمة مقاومتها للتيار بزيادة درجة الحرارة , لأن الذرات في أي مادة تكون في حالة إهتزاز دائم في مكانها , وإكساب المادة الموصلة طاقة حرارية , يؤدي إلى زيادة هذا الإهتزاز , مما يجعل الذرات تصطدم بإلكترونات التيار الكهربي وتعيقه , مع ملاحظة أن الحرارة تؤدي إلى تحرير عدد من الإلكترونات الحرة والتي تزيد من قدرة المادة على التوصيل , ولكن تكون المحصلة هي زيادة الإعاقة .

2) المواد العازلة تزيد قدرتها على التوصيل الكهربي بزيادة الحرارة , لأن الحرارة تؤدي إلى تحرير عدد من الإلكترونات من ذرات المادة والتي تساعد في توصيل التيار الكهربي , وفي نفس الوقت فإن الحرارة تعمل على زيادة إهتزاز الذرات حول مركزها , ولكن تكون المحصلة النهائية هي زيادة التوصيل

س : كيف يتم تحرير الإلكترونات من مدارها الخارجي؟

عن طريق إكسابها طاقة خارجية إضافية , وهناك طرق لإكساب تلك الإلكترونات تلك الطاقة , ومنها :

1) الحرارة 2) الإحتكاك 3) تأثير مادة كيميائية على المادة

4) تمرير المادة في مجال مغناطيسي

وفي نهاية هذا الباب نستفيد أنه لا يوجد مادة " في الطبيعة " توصل فقط التيار ولا تعيقه , أو تعيق فقط التيار ولا توصله .

صديقي كيف كان الدرس ؟ وهل فهمت بالقدر المطلوب ؟ وهل تكهربت بالقدر المطلوب :) ؟

دمت سالما وألقاك في درس جديد على موقع "iMhdi" وأتمنا أن تزور صفحتنا على التويتر و الفاسبوك أو مشاركة الدروس مع أصدقائك. كان معك مهدي من موقع « iMhdi » والسلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته.

الدرس 1 : تعلم كل ما يتعلق بالجزيء و الذرة

2012-08-21T22:35:00.002-07:00

بسم الله الرحمن الرحيم و السلام عليكم ورحمة الله تعالى و بركاته اليوم صديقي الزائر سأقدم درسا مهما في علم الكهرباء ففيه ستجد معلومات عن علم الإلكترونيات والكهرباء الذي تطور بتطور علوم الذرة , بحيث أن الذرة تحتوي على الشحنات السالبة والموجبة اللازمة لحدوث تيار كهربائي , فلابد لكل دارس للكهرباء والإلكترونيات التعرف على الذرة ومكوناتها بشكل جيد , ولكي تفهم الذرة ومكوناتها , سوف أقوم بالتعرف أولا على ما يعرف باسم " الجزيء " .

الجزيء

لو فرضنا أننا نريد تقسيم قطعة من الورق إلى أصغر أجزاء ممكنه , فإنه بالعين المجرده يمكن تقطيع الورقة إلى قطع صغيرة جدا بحيث لا يستطيع الإنسان رؤيتها بسهولة , ولكن إذا تم وضع قطعة من تلك القطع الصغيرة تحت عدسة الميكروسكوب لتكبيرها , فإن تلك القطعة ستظهر بحجم كبير , فيمكن تقسيمها باستخدام أدوات خاصة , ثم يمكن تكبير كل قطعة إلى قطع أكبر باستخدام مجهر آخر أكثر قدرة على التكبير,وهكذا.

ولكن السؤال هو , ما هي أصغر قطعة يمكن أخذها من أي ماده ( قطعة خشب , قطعة زجاج , ماء ,,,, إلخ ) بحيث تكون تلك القطعة غير قابلة للإنقسام أكثر من ذلك ؟؟؟

هذا ما يسمى بـ "جزيء المادة" , إذا جزيء المادة هو" أصغر قطعة من المادة , تحمل خواص المادة كاملة , وإذا إنقسمت لأجزاء فإنها تفقد خواص المادة" .

أي أن أصغر قطعة ورق يمكن الحصول عليها من ورقة هي " جزيء الورقة " , وأصغر قطعة خشب يمكن الحصول عليها من الخشب هي " جزيء الخشب " , وأصغر قطرة يمكن الحصول عليها من الماء هي " جزيء الماء " ........ إلخ

ولزيادة التوضيح , فالمادة يمكن تشبيهها بالحائط , فالحائط هو " شئ واحد " إسمة حائط , ولكن يتكون أساسا من مجموعة من الطوب تترابط فيما بينها بمادة لاحمة مثل " الأسمنت "

الحائط هنا يمكن تشبيهه بــــ " نسيج المادة " ( خشب , ورق , هواء , ماء , جلد .... إلخ )

والطوبة الواحده يقابلها " جزيء المادة "

ومادة الأسمنت هي " الرابطة الكيميائية بين الجزيئات "

إذا فجزيئات المادة تتجمع وتترابط فيما بينها بروابط " كيميائية " وتكون نسيج المادة , والصورة التالية توضح ذلك :

الذرة .

الآن وبعد أن تعرفنا على الجزيء , سوف نقوم بالتعرف على الذرة .

إن الجزيء نفسه لا يعتبر أصغر كتلة في الكون , ولكنه يبنى ويتركب أيضا من وحدة بناء تسمى " الذرة " .

يتكون الجزيء من عدد من الذرات ترتبط فيما بينها بروابط كيميائية, فمثلا , جزيء الماء هوH2O , أي يتكون من ذرتي هيدروجين ( H ) مرتبطتين مع ذرة أكسجين واحدة ( O ) , لذلك فإن الجزيء إذا تفكك إلى أجزاء أخرى فإنه سوف يفقد خاصية المادة النسيج , ويعطي الذرات المكونة لهذا الجزيء .

إن الذرة ومكوناتها هي الجزء الهام لدينا في علم الإلكترونيات والكهرباء , وسوف نبدأ الآن في دراسة الذرة بالتفصيل إن شاء الله .

س : ما هي مكونات الذرة ؟

تتكون الذرة من عدد من الشحنات الكهربية السالبة وتسمى ( الإلكترونات ) ويرمز لها بالرمز " e "

, ويعتبر الإلكترون هو أصغر شحنة كهربائية سالبة يمكن الحصول عليها , وكذلك يوجد عدد من الشحنات الكهربائية الموجبة وتسمى (البروتونات) ويرمز لها بالرمز " p" , وتعتبر أصغر شحنة موجبة يمكن الحصول عليها , ولابدلأي ذرة ( في حالة الإستقرار ) أن تكون " متعادلة كهربيا" , لذلك يكون عدد الإلكترونات مساوي لعدد البروتونات .

ويوجد في الذرة أيضا ما يعرف باسم ( النيوترونات ) ويرمز لها بالرمز " n" , وهي أجسام متعادلة كهربائيا , ولا تهمنا في شيء .

تتواجد البروتونات والنيوترونات في قلب واحد داخل الذرة ويسمى بــ ( النواة ) , وتتواجد الإلكترونات في" مدارات" حول النواة , وتكون في حالة دوران دائم حول النواة ولا تسقط فيها , والشكل التالي يوضح تركيب الذرة بشكل عام :

وهذه صورة أخرى يظهر فيها "النيوترون " :

ولابد أن نعرف أن الشحنات المتشابهة تتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب , أي أن (الشحنة السالبة تتنافر مع الشحنة السالبة ) و ( الشحنة الموجبة تتنافر مع الشحنة الموجبة ) و ( الشحنة السالبة تنجذب إلى الشحنة الموجبة ). ومقدار شدة هذه القوه

" سواء كانت قوة تنافر أوتجاذب " تعتمد على بعض العوامل , وهي :

1) المسافة الفاصلة بين الشحنتين.

حيث أنه كلما زادت المسافة الفاصلة بين الشحنتين , قلت شدة القوة الناشئة بينهم , والعكس صحيح.

2) مقدار الشحنة.

حيث تزيد قوة التجاذب أو التنافر بين الشحنتين , بزيادة مقدار أحد الشحنتين , أو كلاهما.

3) نوع الوسط العازل بين الشحنتين.

فإذا كان الوسط العازل يعيق مرور خطوط القوة الكهربية بداخله , أو ما يسمى بــ "خطوط المجال الكهربي " , تكون قوة التجاذب أو التنافر ضئيلة , والعكس صحيح .

والشكل التالي يوضح هذه العوامل الثلاثة , حيث أن الوسط العازل هو الفراغ:

وهذا شكل توضيحي آخر , يبين تجاذب وتنافر خطوط القوة الكهربية بين الشحنتين:

لاحظ : تكون خطوط القوة الكهربية " خارجة " من الشحنة الموجبة , بينما تكون

" داخلة " في الشحنة السالبة , ومن هنا جاءت تسمية موجب وسالب .

إذا هناك قوة تجاذب ما بين" الإلكترون والبروتون " , وهنا نتساءل :

لماذا يبقى الإلكترون في حالة دوران حول النواة ولا يسقط فيها بفعل جذب البروتون له ؟ ؟

الإجابة هي , أن الإلكترون يطبق عليه قوتين , قوة جذب بفعل الشحنة الموجبة ( البروتون ) , وقوة طرد بفعل " القوة الطاردة المركزية " , والتي تنشأ نتيجة لدوران الأشياء , وتكون القوتان متعاكستا الإتجاه , ومتساويتا الشدة , لذا لايسقط الإلكترون في الذرة , بل يبقى في مكانه في حالة دوران .

فمثلا , لو قمنا بربط حجر في حبل , ثم قمنا بتدوير ذلك الحجر باليد , وبعد فترة تركنا الحبل , فإننا سنجد أن الحجر يندفع بعيدا عن الدائرة التي كان يدور فيها وليس إلى داخلها , وهذا هو ما يعرف بالقوة الطاردة المركزية , وتعتمد شدة هذه القوة على سرعة الدوران, فكلما زادت السرعة زادت القوة , والعكس صحيح.

س : هل يختلف الإلكترون في ذرة ما ( مثل ذرة الهيدروجين ) عن الإلكترون الموجود في ذرة أخرى ( مثل الأكسجين ) ؟

الإجابة لا , وكذلك البروتون والنيترون , فالإلكترون الموجود في " أي حتة " هو إلكترون واحد , ولا يختلف عن أي إلكترون آخر .

حسنا , إذا ما الذي يجعل الذرة تختلف من واحده لأخرى ؟ فهناك ذرة الحديد , وذرة الأكسجين , وذرة النيتروجين , وذرة الكربون................إلخ , والإلكترونات والبروتونات والنيوترونات " هي هي " ؟؟؟

الإجابة هي ( عدد ما تحتويه كل ذرة من إلكترونات ) أو عدد ما تحتويه من بروتونات , فهم متساوون في العدد لأي ذرة مستقرة ( متعادلة كهربيا ).

فمثلا , ذرة الهيدروجين تحتوي على إلكترون واحد فقط في مدار واحد , وبالتالي بروتون واحد داخل النواة , وإذا استطعنا تغيير هذا العدد من الإلكترونات والبروتونات , فلن تصبح ذرة هيدروجين , بل ستتحول إلى ذرة أخرى .

س: هل جميع الإلكترونات في الذرة تدور في نفس المدار نفسه ؟

الإجابة لا , فهناك عدد من المدارات حول النواة , في كل مدار يدور عدد من الإلكترونات حسب " طاقتها " , فالإلكترونات التي تدور في أقرب مدارحول النواة تكون أقل الإلكترونات طاقة وأكثرها إرتباطا بالذرة , والإلكترونات التي تدور في أبعد مدار حول النواة تكون أكثر الإلكترونات طاقة وأقلها إرتباطا بالذرة , وإذا أكسبنا الذرة طاقة خارجية ( مثل الحرارة ) فإن جميع الإلكترونات ستكتسب طاقة إضافية , وبالتالي تبدأ في الإنتقال من مدار أقل في الطاقة إلى مدار أعلى في الطاقة وهكذا .

وإذا تم تطبيق طاقة خارجية كافية , فإن الإلكترونات التي تدرو في المدار الأخير للذرة , سوف تبدأ بالتباعد عن الذرة حتى تطرد وتخرج من الذرة ( أي تفقد قوة الجذب المطبقة عليها بواسطة البروتون المقابل لها ) , في تلك الحالة يسمى هذا الإلكترون بـــ " الإلكترون الحر " وتصبح الذرة في تلك الحالة غير متعادلة كهربائيا , بل تصبح " موجبة الشحنة " .

صديقي كيف كان الدرس ؟ هل أعجبك ؟ وهل استفدت شيئا ؟

دمت سالما وألقاك في درس جديد على مدونة "iMhdi" وأتمنا أن تزور صفحتنا على التويتر و الفاسبوك أو مشاركة الدروس مع أصدقائك. كان معك مهدي من موقع « iMhdi » والسلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته.

عيدكم مبارك سعيد واليوم هو يوم افتتاح مدونتي

2012-08-20T01:02:00.001-07:00

بمناسبة عيد الفطر واليوم الختامي في شهر رمضان أعلن افتتاح موقعي ومدونتي "iMhdi" وأهديكم هذا المقطع الشعري الذي أخذته من أشعري, أترككم مع القصيدة وبعدها نكمل الكلام:

متلهف قلبي الى منح هدية عيد

اهديها وأظل أهدي هدايا العيد

*****

انى خائف من الدرجات

أن تحرمي هديتي من أعلى الدرجات

*****

فرحة العيد بزيارتكم تكمل

وليزيد الله من حجمها يجب أن تفضل

*****

أعلن اليوم رايتي

وأفتتح اليوم مدونتي

*****

شاكرا لله أن تكثر تدويناتي

من أجلكم يا أغلى زواري

*****

فماذا اليوم أنتم تهدون لي؟

وأنا أتمنى أن يكون اعجابا لصفحتي

*****

وبريدا في صندوق بريدي

ومشاركتا لي يا أعزاءي

جميل هذا الشعر أليس كذلك انه من أشعاري المهم الأمر الذي أود أن احدثك عنه هو أن هذا الموقع ستتوفر فيه الكثير من الأشياء لإرضائك طبعا وهو تقديم دروس مجانية وبجودة عالية وحصرية كذلك خدمات متنوعة مثل توفير كتب طبعا مجانا وستجدون :

- تعلم علم الكهرباء من الصفر

- كشف أسرار المركبات الاليكترونية

- أخر أخبار التقنية الحديثة

- تعلم كهرباء المنزل

- علم الميكانيك

جميع هذه الأشياء والدروس والمزيد بشكل مجاني ويمكنك أيضا التوصل بهذا على اميلك بإدخال اسمك وبريدك الاليكتروني في النافدة جانبه ولا تنسى تفعيل اشتراكك وأيضا الى حسابك على الفاسبوك والتويتر بالضغط على زر أعجبني والسلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته دمتم سالمين وعيد مبارك سعيد وكل عام وأنتم بخير

صفحتنا على الفاسبوك: ادخل من هنا

صفحتنا على التويتر ادخل من هنا

صفحتنا على اليوتوب ادخل من هنا

Samsung تكشف عن جهازها اللوحي الجديد Galaxy Note 10.1 بمواصفات خارقة

2012-08-16T21:21:00.000-07:00

كشف العملاق الكوري الجنوبي ( سامسونج ) فى حدث صحفي شهدته مدينة نيويورك الأمريكية العملاقة ، عن إطلاق جهازها اللوحي ...

كشف العملاق الكوري الجنوبي ( سامسونج ) فى حدث صحفي شهدته مدينة نيويورك الأمريكية ، عن إطلاق جهازها اللوحي الجديد Galaxy Note 10.1 ، المُستمد اسمه من هاتفها المتميز غالاكسي نوت ، الذي تم طرحه منذ فترة..

الجهاز اللوحي الجديد سيتم طرحه يوم الخميس المقبل فى أمريكا وبريطانيا وكوريا الجنوبية ، بسعر 500 $ لسعة 16 غيغا ، و550 $ لسعة 32 غيغا ..

الهاتف الجديد المزوّد بمواصفات رائعة ، من المؤكد أن يلقى صدى واسعاً من المهتمين بالتقنية حول العالم ، واعتبره الخبراء المنافس الأكبر لجهاز الأيباد الذي تنتجه شركة أبل ، الغريم التقليدي لسامسونغ فى السنوات الماضية..

الغالاكسي نوت 10.1 الجديد ، سيكون مزوّدا بنظام تشغيل أندرويد ICS ، ومعالج رباعي النواة بسرعة 1500 ميغاهرتز ، ورامات 2 غيغا ، فضلاً عن كاميرا رئيسية 5 ميغابيكسل ، وكاميرا أمامية 1.9 ميغا بيكسل..

هل تعتقد أن يكون هذا الجهاز هو المنافس الأقوى للأيباد فعلاً ؟

شاهد الفيديو.......