آثار التيار الكهربائي

آثار التيار الكهربائي ومصادره

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة1

الفصل السابع:
آثار التيار الكهربائي ومصادره

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة2

أهداف الفصل السابع

1- يعدد احتياجات الإنسان من الطاقة الكهربائية لإدارة شؤون حياته.
2- يعرف الطاقة الكهربائية .
3- يذكر مصادر الحصول على الطاقة الكهربائية وإمكانية تحويلها إلى صور الطاقة الأخرى .
4- يحدد مكونات العمود الجاف ، ويرسم تركيبه .
5- يشرح التفاعلات الكيميائية التي تحدث في العمود الجاف و كيفية تحويل الطاقة الكيميائية الى طاقة كهربائية .
6- يتعرف على مكونات العمود الثانوي (المراكم) ويرسم تركيبه.
7- يوضح كيفية حدوث عملية الشحن في المراكم .

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة3

أهداف الفصل السابع

 8- يبين كيفية حدوث عملية التفريغ في المراكم.
 9-يوضح تركيب بطارية السيارة ,و يرسم تركيبها.
10- يعرف التيار الكهربائي .
11- يعرف التيار الاصطلاحي.
12- يرسم دائرة كهربائية بسيطة يوضح فيها اتجاه التيار الإلكتروني (أو الفعلي) و التيار الإصطلاحي.
13- يعرف مصطلح شدة التيار الكهربائي .

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة4

ما المقصود بالتيار الكهربائي؟

إن حركة الشحنات الكهربائية في ناقل باتجاه معين وبتأثير مجال الكهرباء تسمى تياراً كهربائياً , وتعرَّف شدة التيار الكهربائي بأنها:
معدل الشحنات الكهربائية (ش) المارة خلال مقطع ما من الموصل في الثانية الواحدة وتقاس بوحدة الأمبير أي أن :

ت = ش
ز

والتيار الكهربائي في النواقل المعدنية ينشأ عن حركة إلكترونيات , أما في المحاليل الموصلة للتيار الكهربائي ( تسمى محاليل إلكتروليتية) فإن التيار الكهربائي ينشأ عن حركة أيونات موجبة وأخرى سالبة.

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة5

ومما يجدر الإشارة إليه أن الإلكترونات في النواقل المعدنية والأيونات في الإلكتروليتات تكون في حركة عشوائية مستمرة (7-1) ولكن هذه الحركة العشوائية لا تمثل تياراً كهربائياً , أما عند توصيل طرفي الموصل بمصدر للتيار الكهربائي فإن المجال الكهربائي الناشئ عن المولد يجعل الإلكترونات أو الأيونات تتحرك في إتجاه محدد مكونة التيار الكهربائي (شكل 7-2) أما الإنحرافات التي تحدث للإلكترونات أثنار حركتها فهي بسبب تصادمها مع ذرات الناقل.

شكل 7-1
شكل 7-2

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة6

اتجاه التيار الكهربائي

في بداية اكتشاف التيار الكهربائي كان يعتقد أنه يخرج من القطب الموجب للبطارية ويعود إلى البطارية من خلال القطب السالب بعد مروره بالدائرة الكهربائية (باعتبار ان الشحنات المتحركة شحنات موجبة) ووضعت المعادلات الرياضية وصممت الدوائر الكهربائية على هذا الأساس ومع تقدم أساليب البحث اتضح للعلماء أن أتجاه التيار الكهربائي عكس ما كان يعتقد فالإلكترونات تخرج من القطب السالب وتدخل للبطارية من خلال القطب الموجب إلا أن العلماء فضلوا بقاء الاعتقاد السابق وسموه الاتجاه الاصطلاحي للتيار ويوضح إتجاه التيار في الدوائر الكهربائية بناء عليه, ويسمى الاتجاه الآخر للتيار بالاتجاه الفعلي لحركة الإلكترونات وهو عكس الاتجاه الاصطلاحي.

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة7

كيف نستفيد من التيار الكهربائي؟

تحمل الإلكترونات المكونة للتيار المستمر طاقة تسمى طاقة كهربائية وقد مكن الله سبحانه وتعالى للإنسان ليستفيد من هذه الطاقة وذلك بتحويلها إلى طاقة ضوئية أو طاقة حركية (مروحة) أو طاقة حرارية (مدفأة) أو طاقة كيميائية (تحليل الماء), ولكن كما تعلم فإن التيار الكهربائي غير مشاهد فكيف نستدل على وجوده؟

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة8

آثار التيار الكهربائي ومصادره

تعريف التيار الكهربائي: هو سيل من الشحنات الكهربائية التي تتحرك بانتظام في اتجاه معين.

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة9

                                  آثار التيار الكهربائي                                  
                                                                   
 
أولاً
الأثر الحراري
ثانياً
الأثر الكيميائي
ثالثاً
الأثرالمغناطيسي
رابعاً
الأثر الضوئي

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة10

                 طبيعة التيار الكهربائي                 
                                 
 
أولاً
في النواقل المعدنية
  ثانياً
في المحاليل الإلكتروليتية
تجربة

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة11

آثار التيار الكهربائي ومصادره - صفحة12

اتجاه التيار الكهربائي

اتجاه التيار الكهربائي - صفحة1

اتجاه التيار الكهربائي:

اتجاه التيار الكهربائي - صفحة2

اتجاه التيار الكهربائي:

الاتجاه الاصطلاحي للتيار الكهربائي هو من القطب الموجب إلى القطب السالب للمولد، ويكون بعكس اتجاه حركة الإلكترونات التي تتحرك من القطب السالب إلى القطب الموجب للمولد.

اتجاه التيار الكهربائي - صفحة3

شدة التيار الكهربائي:

اتجاه التيار الكهربائي - صفحة4

شدة التيار الكهربائي:

هي كمية الكهرباء في وحدة الزمن، وتقدّر بالأمبير.

كيف نستفيد من التيار الكهربائي

كيف نستفيد من التيار الكهربائي - صفحة1

كيف نستفيد من التيار الكهربائي:

تحمل الإلكترونات المكونة للتيار المستمر طاقة تسمى طاقة كهربائية وقد مكن الله سبحانه وتعالى للإنسان ليستفيد من هذه الطاقة وذلك بتحويلها إلى طاقة ضوئية أو طاقة حركية ( مروحة) أو طاقة حرارية ( مدفأة) أو طاقة كيميائية ( تحليل الماء) , ولكن كما تعلم فإن التيار الكهربائي غير مشاهَد فكيف نستدل على وجوده؟ يمكننا الإستدلال على التيار الكهربائي من خلال آثاره التي يمكن التعرف عليها في النشاط التالي:

كيف نستفيد من التيار الكهربائي - صفحة2

-أدوات التجربة:
بطارية (يفضل 6 فولت)، سلك توصيل، وعاء زجاجي، 0.25 لتر من الماء المذاب به ملح الطعام (كلوريد الصوديوم)، إبرة مغناطيسية، مصباح كهربي يتناسب مع المولد، قاطع.
-خطوات التجربة:
1- كون دائرة كما في الشكل (3-7).
2- أغلق القاطع الكهربائي.
3- ماذا حدث للإبرة المغناطيسية؟
4- ماذا حدث للمصباح؟
5- بعد 10 دقائق ماذا حدث لمحلول ملح الطعام؟
6- ماذا حدث لحرارة محلول ملح الطعام؟

كيف نستفيد من التيار الكهربائي - صفحة3

لا شك أنك لاحظت إضاءة المصباح وانحراف الإبرة المغناطيسية وارتفاع درجة حرارة المحلول وتحليل محلول ملح الطعام وهذه كلها أثار للتيار الكهربائي تدل على وجوده، ومما يجب التنبه إليه أن أثار التيار الكهربائي هي أثار عكوسة. فالضوء يولد التيار الكهربائي كما في الخلايا الشمسية، والحرارة تولد كما في الإزدواج الكهروحراري والتفاعل الكيميائي يولد تياراً كهربائيا كما في البطاريات، والمغناطيس يولد تياراً كهربائياً كما في مولد السيارة أو الدراجة الهوائية.

الخلايا الكهروكيميائية

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة1

الخلايا الكهروكيميائية:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة2

الخلايا الكهروكيميائية:

تعتمد هذه الخلايا على تحوّل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. وهي على خمسة أنواع, النوع الأول

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة3

1- الخلية الجافة:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة4

1- الخلية الجافة:
تعد من أفضل أنواع الخلايا بسبب صغر حجمها وسهولة استخدامها ووجودها بأحجام وأشكال مختلفة تتناسب مع كافة الاستخدامات. وهي عبارة عن وعاء رقيق من الخارصين مبطن بورق مسامي ويحوي معجونة رطبة من الكربون وثاني أكسيد المنغنيز ( MnO2) وكلوريد الأمونيوم
(NH4Cl) وفي وسط الوعاء قضيب من الغرافيت (وهو شكل من أشكال الكربون) ويشكل القطب الموجب بينما يشكل الخارصين القطب السالب.

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة5

كيف يتولد التيار في الخلية الجافة؟

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة6

كيف يتولد التيار في الخلية الجافة؟

1- عندما تلامس صفيحة الخارصين الإلكتروليت تتأين ذرات الخارصين (تفقد كل ذرة إلكترونين) حسب المعادلة التالية:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة7

كيف يتولد التيار في الخلية الجافة؟

1- عندما تلامس صفيحة الخارصين الإلكتروليت تتأين ذرات الخارصين (تفقد كل ذرة إلكترونين) حسب المعادلة التالية:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة8

كيف يتولد التيار في الخلية الجافة؟

1- عندما تلامس صفيحة الخارصين الإلكتروليت تتأين ذرات الخارصين (تفقد كل ذرة إلكترونين) حسب المعادلة:

2- عند توصيل قطبي الخلية بموصل تترك الإلكترونات لوح الخارصين (القطب السالب) وتتحرك عبر سلك التوصيل مشكّلة تياراً كهربائياً متجهة إلى عمود الجرافيت (القطب الموجب).

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة9

كيف يتولد التيار في الخلية الجافة؟

1- عندما تلامس صفيحة الخارصين الإلكتروليت تتأين ذرات الخارصين (تفقد كل ذرة إلكترونين) حسب المعادلة:

2- عند توصيل قطبي الخلية بموصل تترك الإلكترونات لوح الخارصين (القطب السالب) وتتحرك عبر سلك التوصيل مشكّلةً تيارأً كهربائياً متجهةً إلى عمود الجرافيت (القطب الموجب).
3- يتأين كلوريد الأمونيوم حسب المعادلة:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة10

كيف يتولد التيار في الخلية الجافة؟

1- عندما تلامس صفيحة الخارصين الإلكتروليت تتأين ذرات الخارصين (تفقد كل ذرة إلكترونين) حسب المعادلة

2- عند توصيل قطبي الخلية بموصل تترك الإلكترونات لوح الخارصين (القطب السالب) وتتحرك عبر سلك التوصيل مشكّلةً تياراً كهربائياً متجهةً إلى عمود الجرافيت (القطب الموجب).
3- يتأين كلوريد الأمونيوم حسب المعادلة:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة11

4- تتحد الإلكترونات التي تصل إلى القطب الموجب للخلية مع أيونات الأمونيوم الموجبة حسب المعادلة:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة12

4- تتحد الإلكترونات التي تصل إلى القطب الموجب للخلية مع أيونات الأمونيوم الموجبة حسب المعادلة:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة13

-4 تتحد الإلكترونات التي تصل إلى القطب الموجب للخلية مع أيونات الأمونيوم الموجبة حسب المعادلة:

5- ذرات الهيدروجين الناتجة تكون على هيئة فقاعات غازية تشكل طبقة عازلة على عمود الجرافيت وتوقف سريان التيار الكهربائي. وتسمي ظاهرة تراكم فقاعات الهيدروجين على عمود الجرافيت بالاستقطاب ولمنع حدوثه وضعت مادة ثاني أكسيد المنجنيز حيث تتفاعل مع ذرات الهيدروجين حسب التفاعل التالي:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة14

4- تتحد الإلكترونات التي تصل إلى القطب الموجب للخلية مع أيونات الأمونيوم الموجبة حسب المعادلة:

5- ذرات الهيدروجين الناتجة تكون على هيئة فقاعات غازية تشكل طبقة عازلة على عمود الجرافيت وتوقف سريان التيار الكهربائي. وتسمي ظاهرة تراكم فقاعات الهيدروجين على عمود الجرافيت بالاستقطاب ولمنع حدوثه وضعت مادة ثاني أكسيد المنجنيز حيث تتفاعل مع ذرات الهيدروجين حسب التفاعل التالي:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة15

2- الخلية القلوية:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة16

2- الخلية القلوية:

هي نوع من البطاريات الجافة إلا أنها تتميز بتوليدها لتيار ذي شدة أكبر من التيار الصادر عن البطاريات الجافة ولمدة أكبر كما تتميز بأنها قابلة للشحن ومن أشهرها ما يسمى ببطارية الليثيوم كتلك المستخدمة في الهواتف المتنقلة.

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة17

3- خلية أكسيد الزئبق:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة18

3- خلية أكسيد الزئبق:

 

وهي كتلك المستخدمة في الساعات اليدوية وبعض الحاسبات.

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة19

4- خلية الوقود:

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة20

4- خلية الوقود:

بدأ التفكير الجدي في استعمال هذا النوع كمصدر بديل للطاقة الناتجة عن البترول.
وتتكون خلية الوقود
(هيدروجين ـ أكسجين) من لوحين مساميين من النيكل المعالج بالبلاتين يسمحان للأيونات بالمرور ويفصل بين هذين اللوحين محلول إلكتروليتي قاعدي.

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة21

 

تزود الخلية بتيار من الهيدروجين عند أحد الألواح وبتيار من الأكسجين عند اللوح الآخر ويلعب البلاتين دور الحافز. ورغم التطور الذي شهدته خلية الوقود فإن استخدامها ما زال محصوراً في بعض التطبيقات العلمية مثل المركبات الفضائية.

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة22

5- المركم الرصاصي (المدخرة):

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة23

5- المركم الرصاصي (المدخرة):

ومن أهمها المدخرة الرصاصية كتلك المستعملة في السيارات (بطارية السيارة): وهي عبارة عن وعاء عازل يحوي محلولاً من حامض الكبريتيك (تركيزه 20% تقريباً) غمست فيه مجموعتان من الصفائح ذات تجاويف وهي مصنوعة من خليط الرصاص (Pb) والانتمون (Sb) وتكون فيه عملية تحول الطاقة الكيميائية إلى كهربائية عملية عكوسة، ويكون القطب السالب لها من معدن الرصاص (Pb) والقطب الموجب من ثاني أكسيد الرصاص (PbO2) ويمثل المركم المشحون بالرمز التالي:
(-)PbO2 _ H2SO4 _ Pb(+)

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة24

- تفريغ المركم: يتحول الرصاص وأكسيد الرصاص إلى كبريتات الرصاص تتراكم على القطبين فيصبح تركيب المفرغ: PbSO4 _ H2SO4 _ PbSO4/ ويتوقف انتاج التيار الكهربائي.

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة25

- تفريغ المركم: يتحول الرصاص وأكسيد الرصاص إلى كبريتات الرصاص تتراكم على القطبين فيصبح تركيب المفرغ: PbSO4 _ H2SO4 _ PbSO4/ ويتوقف انتاج التيار الكهربائي.

- شحن المركم: يوصل التيار الكهربائي بقطبي البطارية فيتشكل الرصاص وأكسيد الرصاص ثانية، ونقول عندئذ بأن الطاقة الكهربائية المستمدة من المولد قد تحولت إلى طاقة كيميائية خزّنها المركم.

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة26

الخلية الشمسية:

عبارة عن ثنائي قطب يحول مباشرة جزءاً من الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. وتتكون الخلية الضوئية أساساً من السسزيوم وينشط وجهه المعرض للشمس بعنصر آخر كالفسفور مثلاً. ويستخدم السزيوم في صناعة الخلايا الشمسية لأنه يوجد في المجموعة الأولى وعدده الذري 55 مما يجعل ارتباط الألكترون الأخير في المدار الخارجي بالذرة ضعيفاً جداً ويسهل تركه للذرة بإكتسابه كمية ضئيلة من الطاقة كالموجودة في الأشعة الشمسية.

الخلايا الكهروكيميائية - صفحة27

الخلية الشمسية:

الخلية الشمسية

ويكثر استعمال هذا النوع من الخلايا في الأقمار الصناعية لتزويدها بالطاقة، وكذلك في بعض محطات التقوية الخاصة بالهاتف والمذياع التي تكون بعيدة عن شبكات الكهرباء.

التحليل الكهربائي

التحليل الكهربائي - صفحة1

التحليل الكهربائي:

التحليل الكهربائي - صفحة2

التحليل الكهربائي:

هو تغيّر كيميائي يحدثه التيار الكهربائي وسميت هذه العملية بالتحليل الكهربائي لأنها تحلل المركب إلى عناصره الأساسية، ويسمى الوعاء الذي تتم فيه عملية التحليل فولتامتر رمزه
.

التحليل الكهربائي - صفحة3

التحليل الكهربائي:

هو تغيّر كيميائي يحدثه التيار الكهربائي وسميت هذه العملية بالتحليل الكهربائي لأنها تحلل المركب إلى عناصره الأساسية، ويسمى الوعاء الذي تتم فيه عملية التحليل فولتامتر رمزه -(-||-)-.

يسمى المسرى المتصل بالقطب الموجب مصعداً .
أما المسرى المتصل بالقطب السالب فيسمى مهبطاً.

التحليل الكهربائي - صفحة4

وتستخدم عملية التحليل الكهربائي كثيراً في حياتنا ومن ذلك:

التحليل الكهربائي - صفحة5

وتستخدم عملية التحليل الكهربائي كثيراً في حياتنا ومن ذلك:

1- تنقية المعادن من الشوائب.

التحليل الكهربائي - صفحة6

وتستخدم عملية التحليل الكهربائي كثيراً في حياتنا ومن ذلك:

1- تنقية المعادن من الشوائب.

2- الطلاء المعدني.

التحليل الكهربائي - صفحة7

وتستخدم عملية التحليل الكهربائي كثيراً في حياتنا ومن ذلك:

1- تنقية المعادن من الشوائب.

2- الطلاء المعدني.

3- تحضير الأكسجين والهيدروجين من الماء للأغراض الطبية والصناعية.

تجربة أولى
             
تجربة ثانية

التحليل الكهربائي - صفحة8

نشاط عملي:

التحليل الكهربائي - صفحة9

نشاط عملي:

- الأدوات: فولتمامتر فيه مسريان أحدهما من النحاس والآخر من الزنك، محلول كبريتات النحاس، بطارية، قاطع.

التحليل الكهربائي - صفحة10

- خطوات التجربة:

التحليل الكهربائي - صفحة11

- خطوات التجربة:

1- ضع محلول كبريتات النحاس في الفولتامتر.

التحليل الكهربائي - صفحة12

- خطوات التجربة:

1- ضع محلول كبريتات النحاس في الفولتامتر.

2- صل البطارية و القاطع مع المسريين بحيث يكون مسرى النحاس هو المصعد (موصولاً بالقطب الموجب).

التحليل الكهربائي - صفحة13

- خطوات التجربة:

1- ضع محلول كبريتات النحاس في الفولتامتر.

2- صل البطارية و القاطع مع المسريين بحيث يكون مسرى النحاس هو المصعد (موصولاً بالقطب الموجب).

3- أغلق القاطع الكهربائي.

التحليل الكهربائي - صفحة14

- خطوات التجربة:

1- ضع محلول كبريتات النحاس في الفولتامتر.

2- صل البطارية و القاطع مع المسريين بحيث يكون مسرى النحاس هو المصعد (موصولاً بالقطب الموجب).

3- أغلق القاطع الكهربائي.

4- بعد 10 دقائق، نلاحظ أن لوح الزنك طلي بالنحاس.

التحليل الكهربائي - صفحة15

ما الذي يحصل؟؟

التحليل الكهربائي - صفحة16

ما الذي يحصل؟؟
1- تتفكك كبريتات النحاس.

التحليل الكهربائي - صفحة17

ما الذي يحصل؟؟
1- تتفكك كبريتات النحاس.

التحليل الكهربائي - صفحة18

ما الذي يحصل؟؟
1- تتفكك كبريتات النحاس.

2- عند اغلاق القاطع تتجه أيونات النحاس إلى المهبط (صفيحة الزنك) ويكتسب كل أيون إلكترونين متحولاً إلى ذرات النحاس وتترسب على المهبط.

التحليل الكهربائي - صفحة19

ما الذي يحصل؟؟
1- تتفكك كبريتات النحاس

2- عند اغلاق القاطع تتجه أيونات النحاس إلى المهبط (صفيحة الزنك) ويكتسب كل أيون إلكترونين متحولاً إلى ذرات النحاس وتترسب على المهبط.

التحليل الكهربائي - صفحة20

ما الذي يحصل؟؟
1- تتفكك كبريتات النحاس.

2- عند اغلاق القاطع تتجه أيونات النحاس إلى المهبط (صفيحة الزنك) ويكتسب كل أيون إلكترونين متحولاً إلى ذرات النحاس وتترسب على المهبط.

3- عند المصعد (صفيحة النحاس) يحصل أكسدة (تأيّن) لذرات النحاس.

التحليل الكهربائي - صفحة21

ما الذي يحصل؟؟
1- تتفكك كبريتات النحاس

2- عند اغلاق القاطع تتجه أيونات النحاس إلى المهبط (صفيحة الزنك) ويكتسب كل أيون إلكترونين متحولاً إلى ذرات النحاس وتترسب على المهبط.

3- عند المصعد (صفيحة النحاس) يحصل أكسدة (تأيّن) لذرات النحاس

التحليل الكهربائي - صفحة22

4- يبقى تركيز المحلول (الإلكتروليت) CuSO4 ثابتاً وتلاحظ أنه لم يتم تفاعل كيميائي وإنما حصل انتقال لذرات النحاس من المصعد لتترسب على المهبط.

التحليل الكهربائي - صفحة23

التحليل الكهربائي - صفحة24

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة1

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي:

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة2

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي:

القانون الأول:

نصّه: «كتلة المادة المتحررة (أو المترسبة) بالتحليل الكهربائي تتناسب طردياً مع كمية الكهرباء المارة في وعاء التحليل».

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة3

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي:

القانون الأول:

نصّه: «كتلة المادة المتحررة (أو المترسبة) بالتحليل الكهربائي تتناسب طردياً مع كمية الكهرباء المارة في وعاء التحليل».

ك = هـ × ش

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة4

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي:

القانون الأول:

نصّه: «كتلة المادة المتحررة (أو المترسبة) بالتحليل الكهربائي تتناسب طردياً مع كمية الكهرباء المارة في وعاء التحليل».

ك = هـ × ش

وبما أن ش = ت × ز

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة5

إذاً

ك = هـ × ت × ز

ك = كتلة المادة المتحررة.
هـ = المكافىء الكهروكيميائي.
ت = شدة التيار.
ز = الزمن.

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة6

إذاً

ك = هـ × ت × ز

ك = كتلة المادة المتحررة.
هـ = المكافىء الكهروكيميائي.
ت = شدة التيار.
ز = الزمن.

قيمة هـ ثابتة للعنصر الواحد وتختلف من عنصر لآخر، ويمكن تعريفها على أنها كتلة المادة المترسبة بالتحليل الكهربائي عند مرور كمية من الكهرباء قدرها 1 كولوم.

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة7

القانون الثاني:

عند وصل عدة فولتامترات مختلفة ومرور نفس شدة التيار خلال نفس الزمن، فإن كتلة المادة المتحررة في عملية التحليل الكهربائي تتناسب طردياً مع الوزن المكافىء الجرامي (م).

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة8

ولعدد من المواد فإن:

م1 = م2 = م3 = ثابت
ك1 ك2 ك3

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة9

ولعدد من المواد فإن:

م1 = م2 = م3 = ثابت
ك1 ك2 ك3

إذاً

م1 = م2 = م3 = ثابت
هـ1 × ش هـ2 × ش هـ3 × ش

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة10

إذاً

م1 = م2 = م3 = ثابت
هـ1 هـ2 هـ3

وهذا الثابت يسمى فاراداي.

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة11

إذاً

م1 = م2 = م3 = ثابت
هـ1 هـ2 هـ3

وهذا الثابت يسمى فاراداي.

م = 96500       لأي عنصر.
هـ

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة12

و باستخدام هذه النتيجة

م = 96500       في العلاقة.
هـ

ك = ش × هـ

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة13

و باستخدام هذه النتيجة

م = 96500       في العلاقة.
هـ

ك = ش × هـ

ك = ش × م
96500

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة14

و باستخدام هذه النتيجة

م = 96500       في العلاقة.
هـ

ك = ش × هـ

ك = ش × م
96500
و لكن             م = الكتلة الذرية (كذ)
التكافؤ (تك)

قانونا فراداي للتحليل الكهربائي - صفحة15

و باستخدام هذه النتيجة

م = 96500       في العلاقة.
هـ

ك = ش × هـ

ك = ش × م
96500
و لكن             م = الكتلة الذرية (كذ)
التكافؤ (تك)
إذاً           ك = ش × كذ    قانون فراداي الثاني
تك × 96500

تلخيص آثار التيار الكهربائي

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة1

تلخيص الفصل السابع
آثار التيار الكهربائي

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة2

آثار التيار الكهربائي

1- التيار الكهربائي هو سيل من الشحنات الكهربائية التي تتحرك بانتظام في اتجاهٍ معين.

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة3

آثار التيار الكهربائي

1- التيار الكهربائي هو سيل من الشحنات الكهربائية التي تتحرك بانتظام في اتجاهٍ معين.

2- للتيار الكهربائي آثار منها:
 أ - الأثر الحراري.
ب - الأثر الكيميائي.
جـ- الأثر المغناطيسي.
 د - الأثر الضوئي.

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة4

3- التيار الكهربائي ينشأ عن حركة الإلكترونات في النواقل المعدنية وحركة الأيونات الموجبة والسالبة في المحاليل الالكتروليتية.

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة5

3- التيار الكهربائي ينشأ عن حركة الإلكترونات في النواقل المعدنية وحركة الأيونات الموجبة والسالبة في المحاليل الالكتروليتية.

4- الاتجاه الاصطلاحي للتيار الكهربائي هو من القطب الموجب إلى القطب السالب.

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة6

3- التيار الكهربائي ينشأ عن حركة الإلكترونات في النواقل المعدنية وحركة الأيونات الموجبة والسالبة في المحاليل الالكتروليتية.

4- الاتجاه الاصطلاحي للتيار الكهربائي هو من القطب الموجب إلى القطب السالب.

5- شدة التيار الكهربائي هي كمية الكهرباء في وحدة الزمن :

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة7

6- قانون فراداي الأول:

ك = هـ × ش
ك = هـ × ت × ز

ك = كتلة المادة المتحررة
ت = شدة التيار
هـ = المكافئ الكهروكيميائي
ز = الزمن

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة8

6- قانون فراداي الأول:

ك = هـ × ش
ك = هـ × ت × ز

ك = كتلة المادة المتحررة
ت = شدة التيار
هـ = المكافئ الكهروكيميائي
ز = الزمن

7- قانون فراداي الثاني:           ك = ش × كذ
96500 × تك

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة9

8- الخلايا الكهروكيميائية هي التي تحوّل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية وهي على أنواع متعددة.

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة10

8- الخلايا الكهروكيميائية هي التي تحوّل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية وهي على أنواع متعددة.

9- الخلية الشمسية هي التي تحوّل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.

تلخيص آثار التيار الكهربائي - صفحة11

8- الخلايا الكهروكيميائية هي التي تحوّل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية وهي على أنواع متعددة.

9- الخلية الشمسية هي التي تحوّل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.

10- التحليل الكهربائي: هو تحليل المركب إلى عناصره الأساسية بتأثير الكهرباء.

تمارين آثار التيار الكهربائي

تمارين آثار التيار الكهربائي - صفحة1

س 1: الشحنة التي تمر في سلك مصباح كهربائي في ثانيتين تساوي 1.67 كولوم. جد شدة التيار المار في السلك:


1.2 أمبير

0.835 أمبير

3.34 أمبير


تمارين آثار التيار الكهربائي - صفحة2

س 2: إذا كانت شدة التيار المار في سلك معدني تساوي 80 ميللي أمبير فكم هو عدد الالكترونات المارة في نقطة معينة من السلك خلال 10 دقائق؟
(شحنة الالكترون = - 1.6 × 10- 19 كولوم).


3 × 2010 الكترون

5 × 2010 الكترون

1.28 × 1910 الكترون


تمارين آثار التيار الكهربائي - صفحة3

س 3: إن الإتجاه الاصطلاحي للتيار الكهربائي هو:


من القطب الموجب للبطارية إلى السالب.

من القطب السالب للبطارية إلى الموجب.

ليس له اتجاه.


تمارين آثار التيار الكهربائي - صفحة4

س 4: في الهواتف النقالة تُستعمل:


الخلية الشمسية.

الخلية الجافة.

الخلية القلوية.


تمارين آثار التيار الكهربائي - صفحة5

س 5: يستعمل التحليل الكهربائي في:


طلاء السيارات.

الطلاء المعدني (الغلفاني).

تعقيم الماء.


تمارين آثار التيار الكهربائي - صفحة6

س 6: لطلاء ميدالية بالفضة، مرر تيار شدته 1 أمبير لمدة ساعة واحدة في محلول نترات الفضة. إذا علمت أن تكافؤ الفضة أحادي وأن كتلته الذرية 108 جرام، جد كتلة الفضة المترسب.


4 جرام.

5 جرام.

0.6 جرام.


تمارين آثار التيار الكهربائي - صفحة7

س 7: كأس من النحاس طلي بطبقة سمكها 0.5 ملم من الفضة. فإذا علمت أن مساحة سطح الكأس هي 500 سم2، وان كثافة الفضة 10.5 جم/سم3 وأن المكافىء الكهروكيميائي للفضة هو 0.001118 جم/كولوم، جد كمية الكهرباء اللازمة لطلاء الكأس:


2.3 × 710 كولوم

0.29 × 610 كولوم

2.3 × 610 كولوم


تمارين آثار التيار الكهربائي - صفحة8

س 8: في المدفأة، تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة:


ضوئية.

كيميائية.

حرارية.


اختبار آثار التيار الكهربائي

اختبار آثار التيار الكهربائي - اختبار

فولتامتر فضي مقاومته 3 أوم وفرق الجهد بين طرفيه 6 فولت. احسب:
كتلة الفضة المترسبة في نصف ساعة .
المكافئ الكهروكيميائي للفضة = 0.001118 جرام/كولوم.


12.0744 جرام.

6.0372 جرام.

4.0248 جرام.

إذا وصل فولتامتر فضي مع فولتامتر ذهبي على التوالي، وترسب جرام واحد من الفضة في زمن معين، فما هي كتلة الذهب المترسبة في نفس الزمن، علماً بأن الأوزان المكافئة للفضة والذهب هي 108 و 65.7 على التوالي؟


1.643 جرام.

0.608 جرام.

0.304 جرام.

أمررنا تياراً كهربائياً في محلول كلوريد الذهب لمدة ساعة فترسب على المهبط 9.85 جرام من الذهب، احسب شدة التيار الكهربائي إذا علمت أن الكتلة الذرية للذهب 197 وأن الذهب ثلاثي التكافؤ:


4 أمبير.

0.25 أمبير.

2 أمبير.

تم طلاء صفحة معدنية مساحة سطحها 250 سم2 بطبقة من النحاس سمكها 0.1 مم بإمرار تيار كهربائي شدته 1.5 أمبير، فإذا كان المكافىء الكهروكيميائي للنحاس 0.000329 جم/كولوم، وكثافة النحاس 8.92 جم/سم3, فالزمن اللازم لذلك يساوي:


14 ساعة

12.55 ساعة

25 ساعة

فلتامتر نحاسي مصعده قضيب من النحاس ومهبطه إناء أسطواني من النحاس قطره الداخلي 7 سم2، مُرّر به تيار كهربائي لمدة 5 ساعات فترسبت عليه من الداخل طبقة من النحاس سمكها 0.1 ملم، فإذا كان ارتفاع السائل في الفلتامتر 7.5 سم، فكم تكون شدة التيار بفرض أن المكافئ الأكتروكيميائي للنحاس 0.00033 جم/كولوم وكثافة النحاس 9 جم/سم3.


5 أمبير

1.25 أمبير

2.5 أمبير

 أ - احسب كمية الكهرباء اللازمة لطلاء 10 ميداليات بطبقة من الفضة سمكها 0.2 ملم، وإذا علمت أن المساحة السطحية التي طليت لكل منها 11.18 سم وأن كثافة الفضة 10.5 جم/سم3 علماً بأن المكافئ الكهروكيميائي للفضة 0.001118 جم/كولوم.
 ب- احسب التكاليف اللازمة لهذا الغرض إذا كان ثمن استهلاك الأمبير ساعة في جهاز الطلاء المستخدم 6 هللات.


كمية الكهرباء = 4200 كولوم , الكلفة = 70 هللة.

كمية الكهرباء = 2100 كولوم , الكلفة = 50 هللة.

كمية الكهرباء = 21000 كولوم , الكلفة = 35 هللة.