مختبر الفيزياء: شحن المكثفات - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

مختبر الفيزياءشحن المكثفات المكثف الكهربائي جهاز مكون من موصلين، أو لوحين فلزيين يفصل بينهما مادة عازلة، ويُصمم ليكون له سعة كهربائية محددة. وتعتمد السعة الكهربائية للمكثف على خصائصه الفيزيائية (نفاذية الوسط الكهربائية)، والأبعاد الهندسية للموصلين والعازل. وفي الرسم التخطيطي للدائرة الكهربائية يبدو المكثف أنه يحوي دائرة مفتوحة، حتى عندما يكون المفتاح الكهربائي مغلقًا. إلا أنه عند إغلاق المفتاح الكهربائي تنتقل الشحنات الكهربائية من البطارية (مصدر جهد مستمر) إلى المكثف؛ فيُشحن لوحا المكثف بشحنتين متساويتين في المقدار ومختلفتين في النوع، ويتولد فرق جهد كهربائي بينهما. وكلما زادت كمية الشحنة المتراكمة على المكثف ازداد فرق الجهد الكهربائي بين لوحيه. وفي هذه التجربة ستشحن عدة مكثفات مختلفة.سؤال التجربة ما الزمن اللازم لشحن مكثفات مختلفة السعة الكهربائية؟--- SECTION: الأهداف --- تجميع البيانات وتنظيمها حول المعدل الزمني اللازم لشحن مكثفات مختلفة. تقارن بين المعدلات الزمنية اللازمة لشحن مكثفات مختلفة. تنشئ رسوما بيانية وتستخدمها لفرق الجهد مقابل زمن شحن عدة مكثفات.--- SECTION: احتياطات السلامة --- EMPTY (An icon depicting a hand with a warning symbol is visible, indicating safety precautions, but no explicit text content is present within the box.)--- SECTION: المواد والأدوات --- بطارية 9V، وفولتمتر، ومشبك أو مرابط خاصة ببطارية 9V، ومقاومة كهربائية 47kΩ، وأسلاك توصيل، وساعة إيقاف، ومفتاح كهربائي، ومكثفات 1000µF و 500µF و 240µF.الخطوات--- SECTION: 1. --- قبل بدء تنفيذ التجربة دع المفتاح الكهربائي مفتوحًا، ولا تصل البطارية.البطارية معًا. ركب الدائرة كما هو موضح في الصورة، وذلك بتوصيل أحد طرفي المقاومة بطرف المفتاح الكهربائي، حيث تستخدم المقاومة لتقليل شحن المكثف إلى معدل يكون فيه قابلا للقياس، ثم صل الطرف الآخر للمقاومة مع القطب السالب للبطارية 9V. ثم تفحص المكثف 1000µF؛ لتحدد أي طرفيه قد علم بإشارة سالبة، أو سهم مع إشارة سالبة عليه، حيث يشير ذلك إلى الطرف الذي سيوصل مع القطب السالب للبطارية، ثم صل هذا القطب بالطرف الآخر للمفتاح الكهربائي. وصل الطرف الموجب للمكثف مع الطرف الموجب للبطارية.--- SECTION: 2. --- صل الطرف الموجب للفولتمتر مع الطرف الموجب للمكثف، والطرف السالب للفولتمتر مع الطرف السالب للمكثف، ثم قارن بين الدائرة التي ركبتها والدائرة الموضحة في الصورة لتتأكد من صحة توصيلاتك. ولا تصل البطارية إلا بعد أن يتحقق المعلم من صحة التوصيلات.--- SECTION: 3. --- جهز جدول بيانات على أن تخصص أعمدة للزمن وأخرى لفرق الجهد لكل من المكثفات الثلاثة المختلفة.--- SECTION: 4. --- راقب أحد الطلاب الزمن الذي تقيسه ساعة الإيقاف، بينما يسجل طالب آخر فرق الجهد عند الوقت المناسب. أغلق المفتاح الكهربائي، ثم قس فرق الجهد خلال فترات زمنية مقدارها 5s. افتح المفتاح الكهربائي بعد جمع البيانات.--- SECTION: 5. --- عند الانتهاء من المحاولة، خذ سلكًا معزولًا وصله بطرفي المكثف. سيعمل هذا على تفريغ المكثف.2025 - 1447--- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: Untitled Description: An image showing an experimental setup for charging a capacitor. The circuit includes a 9V battery, an electrical switch, a resistor (47kΩ as per materials list), a capacitor (likely 1000µF, 500µF, or 240µF as per materials list), and a voltmeter. All components are connected with various colored wires on a breadboard or similar base. The voltmeter is measuring the voltage across the capacitor. The setup is ready for an experiment to measure charging time. Key Values: 9V battery, 47kΩ resistor, 1000µF capacitor, 500µF capacitor, 240µF capacitor, voltmeter, electrical switch, connecting wires Context: This figure visually represents the electrical circuit described in the 'الخطوات' (Steps) section, serving as a practical guide for students to correctly assemble the experiment for charging capacitors and measuring voltage over time. It helps in understanding the physical arrangement of components mentioned in 'المواد والأدوات'.