العلوم الفزيائية الثالثة اعدادي

# القدرة الكهربائية ## 1. مفهوم القدرة الكهربائية * **التعريف:** القدرة الكهربائية مقدار فيزيائي يرمز له بالحرف **$P$**، ويعبر عن مدى تفوق جهاز كهربائي في الأداء (كالإضاءة والتسخين). * **وحدة القياس:** تعبر عن القدرة الكهربائية في النظام العالمي للوحدات بالواط (**Watt**)، ونرمز لها بالحرف **$W$**. * **المضاعفات والأجزاء:** * الكيلوواط ($1KW = 10^3W$) * الميغاواط ($1MW = 10^6W$) * الجيغاواط ($1GW = 10^9W$) * الميليواط ($1mW = 10^{-3}W$) --- ## 2. القدرة الكهربائية المستهلكة من طرف جهاز كهربائي ### أ. في التيار المستمر * **العلاقة:** تساوي القدرة الكهربائية المستهلكة من طرف جهاز يشتغل بالتيار المستمر جداء التوتر المطبق بين مربطيه وشدة التيار: $$\mathbf{P = U \times I}$$ * **$P$:** القدرة الكهربائية المستهلكة بالواط ($W$). * **$U$:** التوتر الكهربائي بين مربطي الجهاز بالفولط ($V$). * **$I$:** شدة التيار الكهربائي المار في الجهاز بالأمبير ($A$). * **ملاحظة:** تبقى العلاقة ($P = U \times I$) صالحة في التيار المتناوب الجيبي بالنسبة لأجهزة التسخين (المصابيح، المكواة، الأفران الكهربائية...). ### ب. في جهاز تسخين (موصل أومي) * انطلاقا من قانون أوم ($U = R \times I$) وعلاقة القدرة ($P = U \times I$)، فإن القدرة الكهربائية المستهلكة من طرف موصل أومي مقاومته **$R$** هي: $$\mathbf{P = R \times I^2}$$ --- ## 3. المميزات الاسمية لجهاز كهربائي * يضيء المصباح بصفة عادية عند تطبيق توتر بمربطيه مطابق لتوتره الإسمي. * **المميزات الإسمية:** هي المقادير المسجلة على الجهاز وتضم: 1. **التوتر الإسمي:** التوتر الذي يشتغل به الجهاز بصفة عادية. 2. **الشدة الإسمية:** شدة التيار الذي يجب أن يمر في الجهاز ليشتغل بصفة عادية. 3. **القدرة الإسمية:** جداء التوتر الإسمي والشدة الإسمية (القدرة المستهلكة عند الاشتغال بصفة عادية). --- ## 4. القدرة الكهربائية في التركيب المنزلي * **القدرة الإجمالية:** تساوي مجموع القدرات الكهربائية المستهلكة من طرف جميع الأجهزة المشغلة. * **اختيار الصهيرة:** تتيح معرفة القدرة الإسمية اختيار الصهيرة المناسبة لحماية الجهاز بحساب شدة التيار الإسمية انطلاقاً من العلاقة ($I = \frac{P}{U}$). * **القدرة القصوية:** يجب ألا يتجاوز مجموع قدرات الأجهزة المشغلة في نفس الوقت القدرة القصوية المحددة للمنزل من طرف وكالة توزيع الكهرباء.

# ملخص درس: الطاقة الكهربائية ## 1. مفهوم الطاقة الكهربائية المستهلكة من طرف جهاز عند تشغيل جهاز كهربائي مدة زمنية ($t$)، فإنه يستهلك طاقة كهربائية ($E$) تُعبر عنها العلاقة التالية: $$E = P \cdot t$$ * حيث ($P$) تمثل القدرة الكهربائية للجهاز، و($t$) مدة التشغيل. ### الوحدات والمضاعفات في النظام العالمي: * **وحدة الطاقة في النظام العالمي:** الجول (Joule) ونرمز لها بالحرف ($J$). * **مضاعفات الجول:** الكيلوجول ($1\text{ kJ} = 1000\text{ J}$). * **الوحدة العملية للطاقة:** الواط ساعة ($\text{Wh}$)، ومضاعفاتها: $1\text{ kWh} = 1000\text{ Wh}$. * **علاقات التحويل:** * $1\text{ J} = 1\text{ Ws}$ * $1\text{ Wh} = 1\text{ W} \times 3600\text{ s} = 3600\text{ Ws} = 3600\text{ J}$ --- ## 2. تحول الطاقة الكهربائية في جهاز تسخين عند مرور تيار كهربائي في سلك فلزي لجهاز تسخين مدة زمنية معينّة، يسخن الماء نتيجة تحوّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية يكتسبها الماء. * **القدرة الكهربائية المستهلكة:** تُحسب بالعلاقة $P = U \cdot I$ (حيث $U$ التوتر الفعال و$I$ شدة التيار). * **الطاقة الكهربائية المستهلكة:** $E = P \cdot t$ * **مقاومة السلك الفلزي ($R$):** بالاعتماد على قانون أوم ($U = R \cdot I$) وعلاقة الطاقة، يُعبر عن الطاقة الكهربائية المستهلكة والمتحولة إلى طاقة حرارية بالعلاقة: $$E = R \cdot I^2 \cdot t$$ ومنه يمكن استنتاج قيمة المقاومة: $$R = \frac{E}{I^2 \cdot t}$$ --- ## 3. الطاقة الكهربائية المستهلكة في التركيب المنزلي * تساوي الطاقة الكهربائية المستهلكة في تركيب منزلي خلال مدة زمنية معينة **مجموع الطاقات الكهربائية** المستهلكة من طرف مختلف الأجهزة الكهربائية المشتغلّة خلال نفس المدة. --- ## 4. العداد الكهربائي (Compteur électrique) ### أ. دوره وثابتة العداد: * **دور العداد:** قياس وجمع الطاقة الكهربائية المستهلكة من طرف الأجهزة المشتغلّة في التركيب المنزلي. * **ثابتة العداد ($C$):** قيمة مسجلة على لافتة العداد، حيث يُمثل كل دورة لقرص العداد استهلاكاً معيناً للطاقة (وحدتها $\text{Wh/tr}$). * **علاقة حساب الطاقة بالعداد:** $$E = n \times C$$ * $E$: الطاقة الكهربائية بـ $\text{Wh}$. * $n$: عدد دورات قرص العداد بـ ($\text{tr}$). * $C$: ثابتة العداد بـ ($\text{Wh/tr}$). ### ب. قراءة فاتورة استهلاك الطاقة الكهربائية: * **الطاقة المستهلكة خلال الشهر:** $$\text{الطاقة الشهرية} = \text{البيان الجديد} - \text{البيان القديم}$$ *(ويُعبّر عنها بوحدة $\text{kWh}$)*. * **ثمن الاستهلاك:** $$\text{الثمن الإجمالي} = \text{الطاقة المستهلكة} \times \text{سعر الكيلوواط ساعة} + \text{الرسوم}$$ --- ## المعجم العلمي (Lexique scientifique) * **Durée:** مدة * **Puissance:** قدرة * **Produit:** جداء * **Energie:** طاقة * **Tour:** دورة * **Compteur:** عداد * **Tension:** توتر * **Fréquence:** تردد * **Seconde:** ثانية * **Sinusoidal:** متناوب جيبي * **Energie consommée:** طاقة مستهلكة * **Energie totale:** طاقة إجمالية * **Disque:** قرص * **Appareil de chauffage:** جهاز تسخين * **Chronomètre:** ميقاتي (كرونومتر) * **Energie thermique:** طاقة حرارية * **Constante du compteur:** ثابتة العداد * **Plaque signalétique:** لافتة إسمية

# ملخص درس: الحركة والسكون - السرعة المتوسطة ## 1. مفهوم الحركة والسكون * **الجسم المرجعي (Le corps référentiel):** هو جسم صلب أو مجموعة أجسام غير قابلة للتشويه، يُستعمل كمرجع لدراسة حركة الأجسام. * **نسبيّة الحركة والسكون:** تبقى حالة الحركة أو السكون لجسم ما مرتبطة دائماً بالجسم المرجعي؛ حيث يُقال إن الجسم في حركة إذا كان يغير موضعه بالنسبة للجسم المرجعي، ممّا يجعل الحركة والسكون مفهومين نسبيين. * **المسار (La trajectoire):** هو الخط المستمر الذي يجمع بين المواضيع المتتالية التي يمر منها المتحرك، ويتغير شكله بحسب الجسم المرجعي. وتنقسم المسارات إلى عدة أنواع: * **مسار مستقيمي:** عندما يكون الخط الذي يصل مواضع المتحرك مستقيمياً. * **مسار منحني:** عندما يكون الخط الذي يصل مواضع المتحرك منحنياً. * **مسار دائري:** عندما يكون الخط الذي يصل مواضع المتحرك دائرياً. ## 2. أنواع الحركة * **حركة الإزاحة (Mouvement de translation):** هي حركة تحتفظ خلالها جميع القطع المستقيمية المنتمية للجسم بنفس الاتجاه (تبقى متوازية فيما بينها)، بحيث لا يتغير طول ولا اتجاه ومنحى المتجهة $\vec{AB}$. وتنصنف إلى: * إزاحة مستقيمية (مثل حركة المصعد). * إزاحة دائرية (مثل حركة مقصورة الألعاب). * إزاحة منحنية. * **حركة الدوران (Mouvement de rotation):** يكون الجسم في حركة دوران إذا كانت جميع نقطه تتحرك وفق مسارات دائرية تنتمي مراكزها لنفس المستقيم الذي يمثل محور الدوران الثابت. ## 3. السرعة المتوسطة واللحظية * **السرعة المتوسطة:** هي خارج قسمة المسافة المقطوعة $d$ على المدة الزمنية المستغرقة $t$، وتعبر عنها العلاقة: $$V = \frac{d}{t}$$ * الوحدات العالمية: المسافة بـ المتر $(m)$، المدة الزمنية بـ الثانية $(s)$، والسرعة بـ $(m/s)$ أو $(m \cdot s^{-1})$. * يمكن حساب السرعة بـ $(km/h)$، مع الاعتماد على التحويلات: $1 \, m/s = 3.6 \, km/h$ و $1 \, km/h = \frac{1}{3.6} \, m/s$. * **السرعة اللحظية:** هي سرعة المتحرك في لحظة معينة، وتقاس بواسطة مقياس السرعة أو جهاز الرادار من طرف رجال الشرطة. ## 4. طبيعة الحركة تكون طبيعة الحركة إما: * **حركة متسارعة (Mouvement accéléré):** عندما تتزايد المسافات المقطوعة خلال نفس المدة الزمنية وتتزايد السرعة أثناء الحركة. * **حركة منتظمة (Mouvement uniforme):** عندما تكون المسافات المقطوعة متساوية خلال نفس المدة الزمنية وتظل السرعة ثابتة أثناء الحركة. * **حركة متباطئة (Mouvement retardé):** عندما تتناقص المسافات المقطوعة خلال نفس المدة الزمنية وتتناقص السرعة أثناء الحركة. ## 5. أخطار السرعة والسلامة الطرقية * **مسافة التوقف ($d_a$):** هي المسافة التي تقطعها السيارة أو الدراجة بين اللحظة التي يرى فيها السائق الخطر ولحظة توقف العربة، وتساوي مجموع مسافة رد الفعل ($d_r$) ومسافة الفرملة ($d_f$): $$d_a = d_r + d_f$$ * **مسافة رد الفعل ($d_r$):** المسافة المقطوعة من لحظة رؤية الخطر إلى بداية الفرملة. * **مسافة الفرملة ($d_f$):** المسافة المقطوعة من بداية الفرملة إلى لحظة توقف السيارة. * **مدة رد الفعل:** المدة الفاصلة بين الشعور بوجود الخطر واستعمال الفرامل، وتقدر بثانية واحدة في الحالة الطبيعية، وترتفع إلى ثانيتين أو أكثر عند تناول مواد أو أدوية مؤثرة على التركيز. * **عوامل التأثير على مسافة التوقف:** سرعة العربة، رد فعل السائق، حالة الطريق (جافة أو مبللة)، حالة العجلات والفرامل، والظروف الجوية. * **قواعد السلامة الطرقية:** لتفادي حوادث السير، يجب على السائق: * احترام السرعة المسموح بها وعلامات المرور. * استعمال الخوذة الواقية للدراجات النارية، وحزام السلامة للسيارات والشاحنات. * الامتناع عن استعمال الهاتف النقال أثناء السياقة. * مراقبة الحالة الميكانيكية للسيارة قبل استعمالها وخاصة العجلات والفرامل. * تفادي السياقة في حالة تناول أدوية ومواد مؤثرة على التركيز أو مسببة للنوم.

# التأثيرات الميكانيكية - مفهوم القوة ## 1. مفاعيل التأثير الميكانيكي يُسمى الجسم المؤثر عليه بـ "الجسم المدروس" أو "المجموعة المدروسة". وللتأثير الميكانيكي المطبق على جسم ما مفعولان: * **مفعول تحريكي (Effet Dynamique):** يؤدي إلى تحريك الجسم أو تغيير مسار حركته. * **مفعول سكوني (Effet Statique):** يؤدي إلى تشويه شكل الجسم أو جعله في حالة سكون. --- ## 2. أصناف التأثيرات الميكانيكية ### أ. تأثير التماس (Action de contact) هو تأثير ميكانيكي يحدث مباشرة بين أجسام في تماس، ويمكن أن يكون: * **تأثير تماس مموضع:** يحدث عندما تكون مساحة التماس صغيرة جداً (مساحة نقطية)، مثل تأثير الخيط على الجسم في مساحة صغيرة تعتبر نقطة. * **تأثير تماس موزع:** يحدث عندما تكون مساحة التماس كبيرة، مثل تأثير الطاولة على الكتاب. ### ب. تأثير عن بعد (Action à distance) هو تأثير ميكانيكي يسلطه جسم على آخر دون أن يتم بينهما تماس. ومن أمثلته: * **تأثير التجاذب الكوني:** تأثير الأرض على الأجسام المحيطة بها. * **التأثير الكهربائي:** تأثير القلم المحكوك على الأجسام الخفيفة (مثل الورق) فيجذبها. * تأثير المغنطيس على مسمار أو كرة فولادية دون تماس بينهما. ### خلاصة: * **تأثيرات التماس:** تحدث عندما يكون الجسم المؤثر والجسم المؤثر عليه متماسان، وتكون موزعة أو مموضعة. * **تأثيرات عن بعد:** تحدث عندما يكون الجسم المؤثر والجسم المؤثر عليه غير متماسان، وهي تأثيرات موزعة. * يُقرن بكل تأثير ميكانيكي **قوة**، فنقول: "يُطبق الجسم المؤثر قوة على الجسم المؤثر عليه". --- ## 3. جرد التأثيرات الميكانيكية لتحديد التأثيرات الميكانيكية المطبقة على جسم أو مجموعة أجسام، يجب اتباع الخطوات التالية: 1. **أولاً:** تحديد المجموعة المدروسة (وهو الجسم أو الأجسام المراد البحث عن التأثيرات الميكانيكية المسلطة عليها). 2. **ثانياً:** جرد تأثيرات التماس المطبقة على المجموعة المدروسة. 3. **ثالثاً:** جرد التأثيرات عن بعد المطبقة على المجموعة المدروسة.

# أمثلة لبعض المواد المستعملة في حياتنا اليومية ## I. تنوع المواد وتنوع خواصها يشغل تلفيف المنتوجات وتعليبها حيزاً هاما في حياتنا اليومية، حيث يُعتمد في اختيار مادة التلفيف والتعليب على طبيعة المنتوج وخصائص المادة، مثل: مقاومة التصادم، موصلية الكهرباء والحرارة، النفاذية، عدم التفاعل مع الهواء والمادة المعلبة، بالإضافة إلى الجمالية. تُعتبر مواد **الزجاج، البلاستيك، الفلزات، والكارطون** المواد الرئيسية لتلفيف وتعليب المواد الغذائية والمشروبات. وتتميز كل مادة بخصائصها المميزة: * **المواد الزجاجية:** شفافة، عازلة كهربائياً وحرارياً، غير منفذة للسوائل والغازات، لا تتأثر بالمواد الكيميائية، قابلة للتلوين، غير قابلة للتشويه، غير قابلة للخدش، قابلة للكسر، وأتقل من المواد البلاستيكية والكارطونية. * **المواد البلاستيكية:** خفيفة، شفافة أو معتمة، غير منفذة للماء والهواء والغازات والسوائل، عازلة كهربائياً، ذات مقاومة عالية ضد التأثيرات الكيميائية، في حين أن مقاومتها للحرارة ضعيفة. * **المواد الفلزية:** مقاومة للصدمات، موصلة للكهرباء والحرارة. --- ## II. التمييز بين الأجسام والمواد تُصنع أجسام ذات وظائف محددة اعتماداً على مواد متنوعة، ويتم اختيار هذه المواد حسب خواصها الفيزيائية والكيميائية الملائمة لوظائفها وشروط استعمالها. * **أمثلة لبعض الأجسام:** كأس، ساعة، مطرقة، سكين، علبة، ميدالية، دفتر. * **أمثلة لبعض المواد:** الزجاج، الفلزات، البلاستيك، الكارطون، الخشب. ### 1. التمييز بين المواد من نفس الصنف #### أ) المواد الفلزية: * **الخاصية المغناطيسية:** عند تقريب مغناطيس من قارورتين إحداهما من حديد والأخرى من ألومنيوم، يُلاحظ أن المغنطيس يجذب القارورة المصنوعة من الحديد ولا يجذب القارورة المصنوعة من الألومنيوم، حيث يُجذب الحديد من طرف المغنطيس ممّا يميّزه عن الألومنيوم. * **خاصية التوصيل الكهربائي:** يضيء المصباح عند إنجاز دارة كهربائية بسيطة وإغلاقها باستعمال قارورات فلزية مختلفة. #### ب) المواد البلاستيكية: تُستعمل المواد البلاستيكية في تعليب وتلفيف بعض المواد الغذائية أو صنع أدوات وأجهزة. ومن أبرز أنواعها: * متعدد الإيثلين تريفتالات (P.E.T) * متعدد ستيرين (P.S) * متعدد البروبلين (P.P) * متعدد كلوريد الفينيل (P.V.C) وللتمييز بين المواد البلاستيكية، توضع قطع صغيرة منها في ماء عذب، وماء مالح مشبع، وماء مغلى: * **متعدد الإيثلين تريفتالات (P.E.T):** لا تطفو على الماء العذب، لا تطفو على الماء المالح، ويتقوس في الماء المغلى. * **متعدد كلوريد الفينيل (P.V.C):** لا تطفو على الماء العذب، لا تطفو على الماء المالح، ولا يتقوس في الماء المغلى. * **متعدد ستيرين (P.S):** لا تطفو على الماء العذب، لا تطفو على الماء المالح، ويتقوس في الماء المغلى. * **متعدد البروبلين (P.P):** تطفو على الماء العذب، تطفو على الماء المالح، ويتقوس في الماء المغلى. ### خلاصة: يمكن التمييز بين فلز وآخر، ومادة بلاستيكية وأخرى، انطلاقا من اختلاف خواصها الفيزيائية والكيميائية.

أكسدة الفلزات في الهواء 1) أكسدة الحديد في الهواء الرطب: - العوامل المؤدية إلى تكوين صدأ الحديد: يتكون الصدأ نتيجة تفاعل الحديد مع الماء وغاز ثنائي الأكسجين الموجود في الهواء، ويكون هذا التفاعل أبطأ أو أسرع بوجود الماء المالح. - خصائص صدأ الحديد: طبقة حمراء داكنة مسامية ومنفذة للهواء، تتكون أساساً من أوكسيد الحديد III، وهي غير واقية للفلز. - وقاية الحديد: لحمايته من التآكل، يتم طلاؤه بمادة كتيمة غير منفذة للهواء (مثل الدهان أو بعض الفلزات كالزنك والقصدير)، أو خلطه بفلزات أخرى بنسب معينة للحصول على السبائك. 2) أكسدة الألومنيوم في الهواء: - خصائص الألومنيوم: يتميز ببريقه الفلزي ومظهره اللامع بعد حكه. - تأثير الهواء: يتأثر بالهواء لتتكون عليه طبقة رقيقة داكنة من أوكسيد الألومنيوم (الألومين) وفق المعادلة الكيميائية: 4Al + 3O2 ----> 2Al2O3 - الألومين: طبقة غير منفذة للهواء وواقية للسطح الخارجي للفلز، مما يتيح استعماله في البنايات والصناعة لتوفره على وقاية ذاتية ضد العوامل الطبيعية، بالإضافة إلى استخدامه في منتجات عديدة (أدوات المطبخ، الأثاث، لعب الأطفال، مزيلات العرق، أدوية عسر الهضم، أجزاء في الطائرات والصواريخ، ورقائق لف الأطعمة). 3) احتراق الفلزات: - طبيعة الاحتراق: أغلب الفلزات تحترق في حالتها المجزأة بلهب شديد الاتقاد وذي لون معين، ولا تحترق في حالتها المتراصة، وهذه الاحتراقات عبارة عن تفاعلات كيميائية بين الفلزات وأكسجين الهواء تسمى احتراقات والناتج يسمى أوكسيد الفلز. - أمثلة للمعادلات الكيميائية: - احتراق مسحوق الحديد: 3Fe + 2O2 ----> Fe3O4 - احتراق مسحوق الألومنيوم: 4Al + 3O2 ----> 2Al2O3 - احتراق مسحوق النحاس: 2Cu + O2 ----> 2CuO