Physics
00971504825082
التيار والمقاومة |
التيار الكهربائي
التيار الكهربائي
:هو عبارة عن تدفق من الشحنات الكهربائية في موصل كهربائي والشحنة الكهربية قد تكون إما إلكترونات أو أيونات
طبقًا للنظام الدولي للوحدات تقاس شدة التيار الكهربي بـوحدة الأمبير
بينما يقاس التيار
الكهربي بجهاز يدعى الأميتر
في هذه المحاكاة أغلق الدائرة ولاحظ حركة الشحنات الكهربائية وكيفية فقدانها الطاقة في المقاوم
في هذه المحاكاة تمثل حركة الإلكترونات في دائرة بسيطة من الجهد الأدنى إلى الأعلى مع العلم كلمة تيار كهربائي تعني حركة شحنات موجبة من الجهد الأعلى إلى الجهد الأدنى
كثافة التيار الكهربائي
هو عبارة عن
التيار المتدفق خلال وحدة المساحة في
سلك موصل عند نقطة معينة
يرمز لكثافة التيار بالرمز
j
وهو كمية متجهه اتجاهه باتجاه حركة الشحنات الموجبة
( عكس حركة الالكترونات )
\[j=\frac{i}{A}\] وتقدر بوحدة قياس \[\frac{A}{m^2}\]
سرعة الانسياق وهي سرعة الالكترونات الموجهة في الدائرة الكهربائية
أي سلك موصل يحتوي على الكترونات تتحرك بشكل عشوائي وبسرعة
عالية عند تطبيق فرق في الجهد بين طرفي السلك تصبح حركة الالكترونات
سرعة عشوائية موجهه تدعى سرعة الانسياق وتكون السرعة بطيئة جدا
من رتبة
\[𝜗_d =10^{-4}\frac {m}{s}\]
( A ) لدينا موصل مساحة مقطعه
( 𝜗𝑑 ) وطبق علية مجال كهربائي تتحرك الالكترونات عكس المجال بسرعة انسياق
( d t ) وخلال فترة زمنية قدرها
تقطع مسافة قدرها
\[ 𝜗𝑑 . dt \]وبالتالي حجم الالكترونات التي تمر عبر المقطع تعادل
\[ A. 𝜗𝑑 . dt \] فيكون عدد الالكترونات في هذا الحجم تعادل
\[ n . A. 𝜗𝑑 . dt \]
( -e ) وكل إلكترون مشحون بشحنة مقدارها
إذا الشحنة المتدفقة عبر هذه المساحة
\[ dq = - e. n . A. 𝜗𝑑 . dt\]
فنحصل على شدة التيار
\[ i =\frac{ dq }{ dt }= - e. n . A. 𝜗𝑑 \]
وكثافة التيار
\[ j = \frac{i}{A} = - e. n . 𝜗𝑑\]
\[1 \star \]
سلك مساحة مقطعه \[A=5.2×10^{-6}m^2\] ويمر به تيار شدته
\[i=2\;A\] ومصنوع من النحاس كتلته المولية وكثافتة \[M=63.5\;\; g\;\;\;\;\;\;.𝜌=8960 \frac{Kg}{m^3}\]
ويوجد الكترون موصل واحد في كل ذره ، فإن سرعة الانسياق للإلكترونات تعادل
علما بأن \[ q=1.6 ×10^{-19}c\;\;\;\;\;\;Avogadro's\;\; number= 6.022 ×10^{23}\]
\[𝑣_𝑑= 5.6×𝟏𝟎^{−4}\;\; m/s\;\;\;\;\;\;-C\]
\[𝑣_𝑑= 6×𝟏𝟎^{−5}\;\; m/s\;\;\;\;\;\;-A\]
\[𝑣_𝑑= 4.3×𝟏𝟎^{−5}\;\; m/s\;\;\;\;\;\;-D\]
\[𝑣_𝑑= 2.8×𝟏𝟎^{−4}\;\; m/s\;\;\;\;\;\;-B\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
قانون أوم
في هذه المحاكاة درس العالم أوم العلاقة بين شدة التيار وفرق الجهد بين طرفي مقاوم أومي لذلك أختر قيمة لمقاومة أومية وقم بتغير فرق الجهد في كل مرة لاحظ ماذا يحدث لشدة التيار كرر التجربة مع مقاومة أخرى
تجربة قانون أوم
تجربة قانون أوم أكمل بيانات الجدول التالي
رقم التجربة
فرق الجهد (فولت)
شدة التيار (أمبير)
المقاومة (أوم)
1
2
3
4
5
قانون أوم
قانون أوم هو مبدأ أساسي في الكهرباء، أطلق عليه هذا الاسم نسبة إلى واضعه الفيزيائي الألماني "جورج سيمون أوم".
وينص على أن فرق الجهد الكهربائي بين طرفي ناقل معدني يتناسب طرديا مع شدة التيار الكهربائي المار فيه.
يتم تعريف النسبة الثابتة بين فرق الجهد وشدة التيار بالمقاومة الكهربائية ويلاحظ أن المقاومة لناقل ما، هي قيمة ثابتة ولا تتغير بتغير فرق الجهد بين طرفيه،
يمكن التعبير عن المعادلة بصيغة التالية
\[ V = I . R \]
قيم نفسك
المقاومة النوعية والمقاومة
المقاومة الكهربائية :وهي مدى ممانعة المادة لمرور التيار الكهربائي
عند تطبيق فرق جهد بين طرفي سلك
\[∆V \] ويمر به تيار شدته \[i\]
فإن ممانعة السلك لمرور التيار تعطى بالعلاقة حسب قانون أوم \[R=\frac {∆V}{i}\]وحدة قياس المقاومه الكهربائية هي أوم وهي تعادل \[𝝮=\frac{V}{A}\]
توصف بعض الأجهزة من حيث مقدرتها على التوصيل وليس بمقدرتها على ممانعة التيار
\[G\]وهي تقدر بوجدة السيمنس \[G=\frac {i}{∆V}=\frac {1}{R}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;S=\frac {A}{V}=\frac {1}{𝝮}\]
أن ممانعة أي سلك لمرور التيار تعتمد على المادة المصنوع منها السلك والشكل الهندسي له ودرجة الحرارة
ولكل سلك مقاومة خاصة به تدعى المقاومة النوعية \[𝜌\]وهي عبارة عن النسبة بين شدة المجال الكهربائي إلى كثافة التيار
\[𝜌=\frac {E}{J}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;𝜌=\frac {\frac {V}{m}}{\frac {A}{m^2}}=\frac {V.m}{A}=𝝮.m\]
المقاومة النوعية ومعامل درجة الحرارة للمقاومة النوعية لبعض الموصلات
\[∝\]معامل درجة الحرارارة عند الدرجة حرارة
\[20^0c\]\[×10^{-3}\;\;K^{-1}\]
\[ 𝜌\]المقاومة النوعية عند درجة حرارة
\[20^0c\]\[×10^{-8}\;\;𝝮.m\]
اسم المادة
3.8
1.6
الفضة
3.9
1.72
النحاس
3.4
2.44
الذهب
3.9
2.82
الالمنيوم
2
3.9
النحاس الأصفر
4.5
5.51
التنجستن
5
9.7
الحديد
نحن نعلم أن
\[E=\frac{∆V}{L}\;\;\;\;\;\;\;\;\;J=\frac{i}{A}\]
\[𝜌=\frac {E}{J}=\frac {\frac{∆V}{L}}{\frac{i}{A}}=\frac{∆V.A}{i.L}=\frac{iR.A}{i.L}=\frac{R.A}{L}\]
\[R= 𝜌.\frac{A}{L}\]
العوامل المؤثرة على المقاومة الأومية
في هذه المحاكاة نلاحظ قيمة المقاومة تتغير بتغير طول المقاوم ومساحة المقطع ونوع المادة المصنوع منها المقاوم
\[2 \star \]
اربع أسلاك من نفس النوع وبنفس درجة الحرارة
أحد الاسلاك التالية لها أقل مقاومة
سلك 3-C
سلك 1-A
سلك 4-D
سلك 2-B
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
\[3 \star \]
سلكان من نفس المادة وبنفس درجة الحرارة فإذا كانت
\[\frac{R_1}{R_2}= \frac{2}{3}\] فإن أحد الإجابات التالية تحقق ذلك
\[L_1=\frac{1}{2}L_2 , A_1=\frac{1}{3} A_2\;\;\;\;\;\;-C\]
\[L_1=\frac{3}{4}L_2 , A_1=\frac{1}{2} A_2\;\;\;\;\;\;-A\]
\[L_1=3L_2 , A_1=2 A_2\;\;\;\;\;\;-D\]
\[L_1=\frac{4}{3}L_2 , A_1=2 A_2\;\;\;\;\;\;-B\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
هناك عامل أخر وهو درجة الحرارة نلاحظ أثر ارتفاع درجة الحرارة على المقاومة النوعية
\[ρ_T= ρ_0[1 +𝛼
(T–T_0)]\]\[R_T= R_0[1 + 𝛼
(T–T_0)]\]
\[4 \star \]
سلك من النحاس مقاومته النوعية
\[1.7 × 10^{-8} \;Ω.m\]
في درجة حرارة 20 درجة سيليزية تم رفع درجة الحرارة بما يعادل 15 درجة سيليزية فأصبحت مقاومته النوعية
\[1.82 × 10^{-8} \;Ω.m\]
فإن معامل التغير في درجة الحرارة يعادل
\[𝛼=5.6 × 10^{-3}\;K^{-1}\;\;\;\;\;\;-C\]
\[𝛼=21.7 × 10^{-3}\;K^{-1}\;\;\;\;\;\;-A\]
\[𝛼=4.7 × 10^{-3}\;K^{-1}\;\;\;\;\;\;-D\]
\[𝛼=2.6 × 10^{-3}\;K^{-1}\;\;\;\;\;\;-B\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
رموز ومفتاح خطوط المقاومات
:( أربع خطوط ) قراءة المقاومات من خلال الخطوط الملونة
يمكن أن يحتوي المقاوم المكون من الكربون على 4 إلى 6 خطوط يمثل الخط الأول هو العشرات والخط الثاني هو الاحاد لقيمة المقاومة أما الخط الثالث يمثل قوة مرفوع إلى الرقم 10 أما الخط الرابع يمثل نسبة الخطأ في القراءة
القوة الدافعة الكهربائية
البطارية : تبذل شغل على الشحنات الكهربائية في الدائرة وتعطيها طاقة كهربائية وتدفعها في الدائرة لذلك تدعى القوة الدافعة الكهربائية
عند وصل البطارية في دائرة تحتوي على أسلاك موصلة يتكون مجال كهربائي يعمل على إعطاء طاقة للشحنات الخارجة منها التي تصطدم مع الشحنات الموجودة في الأسلاك الموصلة وتوجة حركتها
وتدفعها في أجزاء الدائرة
البطارية تبذل قوة على الشحنات
\[( f) \] وتعطيها طاقة كهربائية \[( e )\] وتدفعها وتحركها في الدائرة
\[( m )\]
لذلك يرمز لفرق الجهد الناتج عن البطارية
v(emf)
مثال 1) البطارية توفر فرق جهد ذات قيمة ثابتة بينما لا توفر تيار ثابت ما هو السبب
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
2500 mAh
ما مقدار الشحنة التي توفرها
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
قام أحد الطلاب بقياس فرق الجهد بين طرفي بطارية
والدائرة مفتوحة ومرة ثانية والدائرة مغلقة
فكانت القياسات الموضح بالشكل
لتحديد السبب أجري التجربة التالية هناك دائرتين أحد الدائرتين مغلقة والثانية مفتوحة
قارن بين قراءة جهاز الفولتوميتر لكلا الدائرتين إن الدائرة المغلقة حدث بها ضياع في جهد المصدر السبب في ذلك يوجد داخل البطارية مقاومة تدعى المقاومة الداخلية يرمز لها بالرمز
r
وتقدر بوحدة
أوم
قم بحساب قيمة المقاومة الداخلية للبطارية من خلال الجهد الذي فقد وقيمة التيار المار في الدائرة
\[ r = \frac{V_r}{I}\]
عند قياس فرق الجهد بين طرفي البطارية والدائرة مفتوحة يدعى القوة المحركة الدافعة
لم تظهر قيمة المقاومة الداخلية إلا إذا مر تيار بها
أما عند القياس والدائرة مغلقة فهذا يدعى فرق الجهد وهو أصغر دوما من القوة المحركة الدافعة
إذا أهملت المقاومة الداخلية عندها تعادل القوة المحركة الدافعة
فرق الجهد
مثال 3) في الشكل المقاومة الخارجية 10 أوم والمقاومة الداخلية للبطارية 2 أوم عند إغلاق الدائرة حدد قيم البيانات التالية
الجهد المصروف بين طرفي المقاومة الخارجية 10 أوم يعادل
\[V_R=....................\]
الجهد المصروف بين طرفي المقاومة الداخلية 2 أوم
\[V_r=....................\]
القوة المحركة للبطارية تعادل
\[V_{emf}=....................\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
\[5 \star \star \]
دائرة متصلة بمقاوم
\[4 Ω\] ومفتاح. يتم توصيل الفولتميتر عبر الدائرة يقرأ عندما يكون المفتاح مفتوحًا
\[12V\] وعندما يكون المفتاح مغلقا
\[10V\]
فإن قيمة المقاومة الداخلية للبطارية تعادل
\[ 𝑟= 0.8\;\; Ω \;\;\;\;\;\;-C\]
\[𝑟= 0.5\;\; Ω \;\;\;\;\;\;-A\]
\[𝑟= 1.2\;\; Ω \;\;\;\;\;\;-D\]
\[𝑟= 1\;\; Ω \;\;\;\;\;\;-B\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
توصيل المقاومات على التوالي
التوصيل على التوالي يسير التيار الكهربائي في مسار واحد ويمر بجميع مكونات الدارة
التوصيل على التوالي يكون مقدار التيار المار في كل مكون من مكونات الدارة متساوياً
والجهد للمصدر يتوزع على المقاومات وترتفع قيمة المقاومة المكافئة
في هذه المحاكاة وصل ثلاث مقاومات على التوالي وقم بقياس شدة التيار الكلي وشدة التيار المار في كل مقاوم وايضا قم بقياس قرق الجهد الكلي وفرق الجهد بين طرفي كل مقاوم سجل النتائج
اكمل بيانات الجدول التالي
\[R_{eq}=?Ω\]
\[R_{3}=-- Ω\]
\[R_{2}=-- Ω\]
\[R_{1}=-- Ω\]
\[I_{tot}=....A\]
\[I_{3}=....A\]
\[I_{2}=....A\]
\[I_{1}=....A\]
\[V_{tot}=....V\]
\[V_{3}=....V\]
\[V_{2}=....V\]
\[V_{1}=....V\]
\[R_{eq} = \frac{ 𝑉_{ 𝑡𝑜𝑡 }} {I_ {𝑡𝑜𝑡 }}\]\[R_{eq} = ........\]
\[R_{eq} = R_1 + R_2 + R_3 \]\[R_{eq} = ........\]
قارن النتائج التي حصلت عليها ماذا تستنتج\[............\]
الملاحظات\[........................\]
إلعب وقيم نفسك
التوصيل على التوالي :يسير التيار الكهربائي في مسار واحد ويمر بجميع مكونات الدارة
ميزات التوصيل على التوالي :
نتائج مهمة
مثال 1)ثلاث مقاومات على التوالي \[ R_1 = 10 Ω , R_2 = 5 Ω , R_3 = ? \]
تم توصيلهم ببطارية فرق جهدها \[V= 20 V\] مر تيار شدتة \[I=0.5 A\]
فإن قيمة المقاوم \[ R_3 =....\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
توصيل المقاومات على التوازي
التوصيل على التوازي عندما يسير التيار الكهربائي بأكثر من مسار واحد ويمر بجميع مكونات الدارة
في حالة التوصيل على التوازي يتوزع التيار المار في مكونات الدارة كلا حسب مقاومتة
والجهد للمصدر يعادل الجهد لكل فرع من أفرع التوازي
في هذه المحاكاة وصل ثلاث مقاومات على التوازي وقم بقياس شدة التيار الكلي وشدة التيار المار في كل مقاوم وايضا قم بقياس قرق الجهد الكلي وفرق الجهد بين طرفي كل مقاوم سجل النتائج في الجدول االموجود أسفل التجربة
اكمل بيانات الجدول التالي
\[R_{eq}=?Ω\]
\[R_{3}=-- Ω\]
\[R_{2}=-- Ω\]
\[R_{1}=-- Ω\]
\[I_{tot}=....A\]
\[I_{3}=....A\]
\[I_{2}=....A\]
\[I_{1}=....A\]
\[V_{tot}=....V\]
\[V_{3}=....V\]
\[V_{2}=....V\]
\[V_{1}=....V\]
\[R_{eq} = \frac{ 𝑉_{ 𝑡𝑜𝑡 }} {I_ {𝑡𝑜𝑡 }}\]\[R_{eq} = ......\]
\[R_{eq} = (\frac{1}{R_1} +\frac{1}{ R_2} +\frac{1} {R_3})^{-1} \]\[R_{eq} = ......\]
قارن النتائج التي حصلت عليها ماذا تستنتج\[............\]
الملاحظات\[........................\]
إلعب وقيم نفسك
التوصيل على التوازي :يسير التيار الكهربائي ضمن أكثر من مسار واحد حتى يكمل دورته
ميزات التوصيل على التوازي :
نتائج مهمة
في هذه المحاكاة دائرة يتم قياس شدة التيار وفرق الجهد في كل مقاوم من خلال جهاز الأميتر والفولتميتر
يمكن أن نغير مقدار المقاومات من خلال الايقونة الموجودة أسفل كل مقاوم
مثال 3)ثلاث مقاومات على التوازي \[ R_1 = 3 Ω , R_2 = 9 Ω , R_3 = ? \]
تم توصيلهم ببطارية فرق جهدها \[V= 10 V \] فمر تيار كلي شدتة \[I= 5 A\]
فإن قيمة المقاوم \[ R3 =.....\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال :4
في الدائرة المجاورة قراءة جهاز الاميتر للتيار الكلي تعادل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال :5
مقاومان الأول
\[R_1=50 Ω\]والثاني مجهول المقاومة تم توصيلهما فكانت المقاومة المكافئة \[R_{eq}=80 Ω\]التوصيل كان ( على التوالي – على التوازي )
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال :6
مقاومان متساويان تم توصيلهم لوحظ أن فرق الجهد للأول يساوي فرق الجهد للثاني ويعادل مجموع
جهد المقاومان جهد المصدر فإن التوصيل كان
( على التوالي – على التوازي )
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال :7
مقاومان غير متساويان تم توصيلهم لوحظ أن فرق الجهد للأول يساوي فرق الجهد للثاني فإن التوصيل كان
( على التوالي – على التوازي )
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
الدوائر الكهربائية المركبة
خطوات حساب المقاومة المكافئة لدائرة
نحدد من هي المقاومات على التوالي ومن على التوازي
مثال 1 ) مجموعة من المقاومات متصلة كما في الشكل والبطارية تحتوي على مقاومة داخلية أوجد المقاومة المكافئة
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
في هذه المحاكاة مجموعة من المقاومات متصلة على التوالي والتوازي نستطيع التحكم بمقاديرها ويتم إضهار قيمة التيار وفرق الجهد في كل مقاوم
مثال 2 ) مجموعة من المقاومات متصلة كما في الشكل فإن شدة التيار المار في المقاوم
R1 = ?
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال 3 ) مجموعة من المقاومات متصلة كما في الشكل فإن فرق الجهد بين طرفي المقاوم
R4 = ?
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
الطاقة والقدرة
عند تطبيق فرق جهد في دائرة فإن القوة المحركة الكهربائية للبطارية تعمل على بذل شغل على الشحنات وتعطيها طاقة كهربائية
\[ dU = dq . ∆𝑉 \]
ونحن نعلم أن
\[dq = I . dt\]
\[dU = I . dt .∆𝑉 \]
\[\frac{𝑑𝑈}{dt}\] وهي معدل الطاقة الصروفة وتدعى القدرة ويرمز لها بالرمز
\[P\]
\[P = I . ∆𝑉\]
وتقدر بوحدة الوات في النظام الدولي
وحسب قانون أوم \[R = \frac{∆𝑉}{I}\] يمكن كتابة القدرة \[𝑃= I^2. 𝑅\]\[𝑃= \frac{∆𝑉^2}{𝑅}\]
في هذة المحاكاة دائرة تحتوي على مقاومة أومية تعمل على استهلاك طاقة البطارية
القدرة المصروفة في دائرة مقاومات على التوالي
القدرة المصروفة في دائرة مقاومات على التوازي
القدرة المصروفة في دائرة مقاومات على التوالي و التوازي
\[1 \star \star \]
تتكون الدائرة المبسطة ، من بطارية 9 فولت بدون مقاومة داخلية وثلاث مقاومات كما هو موضح في الشكل أدناه.
فإن القدرة الكلية للدائرة تعادل
\[P=25.45\;\;W \;\;\;\;\;\;-C\]
\[P=20.25\;\;W \;\;\;\;\;\;-A\]
\[ P=17.85W\;\;W \;\;\;\;\;\;-D\]
\[P=13.75\;\;W \;\;\;\;\;\;-B\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
سطوع المصابيح
عندما نتكلم عن سطوع المصابيح علينا أن نبحث
عن القدرة كلما كانت قدرة المصباح
أكبر كان سطوعه أكبر
\[P = V.I = I^2.R =\frac{V^2}{R}\]
\[P=\frac{W}{t}\]
هذه محاكاة عدة مصابيح متصلة ببعضها البعض قارن بين سطوع هذه المصابيح
هذه محاكاة لدائرة مركبة مع مصدر طاقة وأربعة مصابيح كهربائية متطابقة وثلاثة مفاتيح. افتح المفاتيح وأغلقها وقم بعمل تنبؤات حول كميات الجهد عبر المصابيح ، والتيارات عبر المصابيح ، وسطوع المصابيح (التي ترتبط بالطاقة التي يتبدد كل منها كحرارة وضوء). استخدم مربعات الاختيار لإظهار الفولتية والتيارات أو إخفائها.
\[2 \star \]
في الدائرة المجاورة تم وصل 4 مصابيح كما في الشكل
أحد الإجابات التالية تحقق انخفاض في قراءة الاميتر الموجود في الدائرة
( C ) وصل سلك بين طرفي المصباح -C
( A ) وصل سلك بين طرفي المصباح -A
( D ) وصل سلك بين طرفي المصباح -D
( B ) احترق فتيل المصباح -B
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
\[3 \star \]
في الشكل المجاور 4 مصابيح متماثله في المقاومة وصلت ببطارية
أحد المصابيح التالية لها أشد سطوع
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
\[4 \star \]
في الشكل إدناه القدرة المبددة في الدائرة تعادل
\[P=69\;\; W\;\;\;\;\;\;-C\]
\[P=54\;\; W\;\;\;\;\;\;-A\]
\[P=88\;\; W\;\;\;\;\;\;-D\]
\[P=97\;\; W\;\;\;\;\;\;-B\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
\[5 \star \]
مصباح كتب علية
( 60 w , 220 v)
فإن مقاومة المصباح والطاقة المستهلكة خلال
10 minutes
\[ R=954.4 Ω , E=13244 J\;\;\;\;\;\;-C\]
\[R=504.6 Ω , E=25000 J \;\;\;\;\;\;-A\]
\[R=650.8 Ω , E=16860 J \;\;\;\;\;\;-D\]
\[R=807.6 Ω , E=36000 J;\;\;\;\;\;-B\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
المصدر
https://www.vascak.cz/?page_id=2355&language=it#demo
🧮 Calculator
سلك مساحة مقطعه \[A=5.2×10^{-6}m^2\] ويمر به تيار شدته \[i=2\;A\] ومصنوع من النحاس كتلته المولية وكثافتة \[M=63.5\;\; g\;\;\;\;\;\;.𝜌=8960 \frac{Kg}{m^3}\] ويوجد الكترون موصل واحد في كل ذره ، فإن سرعة الانسياق للإلكترونات تعادل علما بأن \[ q=1.6 ×10^{-19}c\;\;\;\;\;\;Avogadro's\;\; number= 6.022 ×10^{23}\]
\[𝑣_𝑑= 5.6×𝟏𝟎^{−4}\;\; m/s\;\;\;\;\;\;-C\] |
\[𝑣_𝑑= 6×𝟏𝟎^{−5}\;\; m/s\;\;\;\;\;\;-A\] |
\[𝑣_𝑑= 4.3×𝟏𝟎^{−5}\;\; m/s\;\;\;\;\;\;-D\] |
\[𝑣_𝑑= 2.8×𝟏𝟎^{−4}\;\; m/s\;\;\;\;\;\;-B\] |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
قانون أوم
في هذه المحاكاة درس العالم أوم العلاقة بين شدة التيار وفرق الجهد بين طرفي مقاوم أومي لذلك أختر قيمة لمقاومة أومية وقم بتغير فرق الجهد في كل مرة لاحظ ماذا يحدث لشدة التيار كرر التجربة مع مقاومة أخرى
تجربة قانون أوم أكمل بيانات الجدول التالي
| رقم التجربة | فرق الجهد (فولت) | شدة التيار (أمبير) | المقاومة (أوم) |
|---|---|---|---|
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| 4 | |||
| 5 |
قانون أوم
قانون أوم هو مبدأ أساسي في الكهرباء، أطلق عليه هذا الاسم نسبة إلى واضعه الفيزيائي الألماني "جورج سيمون أوم". وينص على أن فرق الجهد الكهربائي بين طرفي ناقل معدني يتناسب طرديا مع شدة التيار الكهربائي المار فيه. يتم تعريف النسبة الثابتة بين فرق الجهد وشدة التيار بالمقاومة الكهربائية ويلاحظ أن المقاومة لناقل ما، هي قيمة ثابتة ولا تتغير بتغير فرق الجهد بين طرفيه، يمكن التعبير عن المعادلة بصيغة التالية
\[ V = I . R \]
قيم نفسك
المقاومة النوعية والمقاومة
المقاومة الكهربائية :وهي مدى ممانعة المادة لمرور التيار الكهربائي
عند تطبيق فرق جهد بين طرفي سلك \[∆V \] ويمر به تيار شدته \[i\] فإن ممانعة السلك لمرور التيار تعطى بالعلاقة حسب قانون أوم \[R=\frac {∆V}{i}\]وحدة قياس المقاومه الكهربائية هي أوم وهي تعادل \[𝝮=\frac{V}{A}\] توصف بعض الأجهزة من حيث مقدرتها على التوصيل وليس بمقدرتها على ممانعة التيار \[G\]وهي تقدر بوجدة السيمنس \[G=\frac {i}{∆V}=\frac {1}{R}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;S=\frac {A}{V}=\frac {1}{𝝮}\] أن ممانعة أي سلك لمرور التيار تعتمد على المادة المصنوع منها السلك والشكل الهندسي له ودرجة الحرارة ولكل سلك مقاومة خاصة به تدعى المقاومة النوعية \[𝜌\]وهي عبارة عن النسبة بين شدة المجال الكهربائي إلى كثافة التيار \[𝜌=\frac {E}{J}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;𝜌=\frac {\frac {V}{m}}{\frac {A}{m^2}}=\frac {V.m}{A}=𝝮.m\]
المقاومة النوعية ومعامل درجة الحرارة للمقاومة النوعية لبعض الموصلات
\[∝\]معامل درجة الحرارارة عند الدرجة حرارة \[20^0c\]\[×10^{-3}\;\;K^{-1}\] |
\[ 𝜌\]المقاومة النوعية عند درجة حرارة \[20^0c\]\[×10^{-8}\;\;𝝮.m\] |
اسم المادة |
3.8 |
1.6 |
الفضة |
3.9 |
1.72 |
النحاس |
3.4 |
2.44 |
الذهب |
3.9 |
2.82 |
الالمنيوم |
2 |
3.9 |
النحاس الأصفر |
4.5 |
5.51 |
التنجستن |
5 |
9.7 |
الحديد |
نحن نعلم أن \[E=\frac{∆V}{L}\;\;\;\;\;\;\;\;\;J=\frac{i}{A}\] \[𝜌=\frac {E}{J}=\frac {\frac{∆V}{L}}{\frac{i}{A}}=\frac{∆V.A}{i.L}=\frac{iR.A}{i.L}=\frac{R.A}{L}\] \[R= 𝜌.\frac{A}{L}\]
العوامل المؤثرة على المقاومة الأومية
في هذه المحاكاة نلاحظ قيمة المقاومة تتغير بتغير طول المقاوم ومساحة المقطع ونوع المادة المصنوع منها المقاوم
اربع أسلاك من نفس النوع وبنفس درجة الحرارة
أحد الاسلاك التالية لها أقل مقاومة
سلك 3-C |
سلك 1-A |
سلك 4-D |
سلك 2-B |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
سلكان من نفس المادة وبنفس درجة الحرارة فإذا كانت \[\frac{R_1}{R_2}= \frac{2}{3}\] فإن أحد الإجابات التالية تحقق ذلك
\[L_1=\frac{1}{2}L_2 , A_1=\frac{1}{3} A_2\;\;\;\;\;\;-C\] |
\[L_1=\frac{3}{4}L_2 , A_1=\frac{1}{2} A_2\;\;\;\;\;\;-A\] |
\[L_1=3L_2 , A_1=2 A_2\;\;\;\;\;\;-D\] |
\[L_1=\frac{4}{3}L_2 , A_1=2 A_2\;\;\;\;\;\;-B\] |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
سلك من النحاس مقاومته النوعية
\[1.7 × 10^{-8} \;Ω.m\]
في درجة حرارة 20 درجة سيليزية تم رفع درجة الحرارة بما يعادل 15 درجة سيليزية فأصبحت مقاومته النوعية
\[1.82 × 10^{-8} \;Ω.m\]
فإن معامل التغير في درجة الحرارة يعادل
\[𝛼=5.6 × 10^{-3}\;K^{-1}\;\;\;\;\;\;-C\] |
\[𝛼=21.7 × 10^{-3}\;K^{-1}\;\;\;\;\;\;-A\] |
\[𝛼=4.7 × 10^{-3}\;K^{-1}\;\;\;\;\;\;-D\] |
\[𝛼=2.6 × 10^{-3}\;K^{-1}\;\;\;\;\;\;-B\] |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
القوة الدافعة الكهربائية
عند وصل البطارية في دائرة تحتوي على أسلاك موصلة يتكون مجال كهربائي يعمل على إعطاء طاقة للشحنات الخارجة منها التي تصطدم مع الشحنات الموجودة في الأسلاك الموصلة وتوجة حركتها وتدفعها في أجزاء الدائرة
البطارية تبذل قوة على الشحنات \[( f) \] وتعطيها طاقة كهربائية \[( e )\] وتدفعها وتحركها في الدائرة \[( m )\] لذلك يرمز لفرق الجهد الناتج عن البطارية
v(emf)
مثال 1) البطارية توفر فرق جهد ذات قيمة ثابتة بينما لا توفر تيار ثابت ما هو السبب
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
2500 mAh
ما مقدار الشحنة التي توفرها
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
قام أحد الطلاب بقياس فرق الجهد بين طرفي بطارية
والدائرة مفتوحة ومرة ثانية والدائرة مغلقة
فكانت القياسات الموضح بالشكل
لتحديد السبب أجري التجربة التالية هناك دائرتين أحد الدائرتين مغلقة والثانية مفتوحة
قارن بين قراءة جهاز الفولتوميتر لكلا الدائرتين إن الدائرة المغلقة حدث بها ضياع في جهد المصدر السبب في ذلك يوجد داخل البطارية مقاومة تدعى المقاومة الداخلية يرمز لها بالرمز
r
وتقدر بوحدة
أوم
قم بحساب قيمة المقاومة الداخلية للبطارية من خلال الجهد الذي فقد وقيمة التيار المار في الدائرة
\[ r = \frac{V_r}{I}\]
عند قياس فرق الجهد بين طرفي البطارية والدائرة مفتوحة يدعى القوة المحركة الدافعة
لم تظهر قيمة المقاومة الداخلية إلا إذا مر تيار بها
أما عند القياس والدائرة مغلقة فهذا يدعى فرق الجهد وهو أصغر دوما من القوة المحركة الدافعة
إذا أهملت المقاومة الداخلية عندها تعادل القوة المحركة الدافعة فرق الجهد
مثال 3) في الشكل المقاومة الخارجية 10 أوم والمقاومة الداخلية للبطارية 2 أوم عند إغلاق الدائرة حدد قيم البيانات التالية
الجهد المصروف بين طرفي المقاومة الخارجية 10 أوم يعادل
\[V_R=....................\] الجهد المصروف بين طرفي المقاومة الداخلية 2 أوم \[V_r=....................\] القوة المحركة للبطارية تعادل \[V_{emf}=....................\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
دائرة متصلة بمقاوم
\[4 Ω\] ومفتاح. يتم توصيل الفولتميتر عبر الدائرة يقرأ عندما يكون المفتاح مفتوحًا
\[12V\] وعندما يكون المفتاح مغلقا
\[10V\]
فإن قيمة المقاومة الداخلية للبطارية تعادل
\[ 𝑟= 0.8\;\; Ω \;\;\;\;\;\;-C\] |
\[𝑟= 0.5\;\; Ω \;\;\;\;\;\;-A\] |
\[𝑟= 1.2\;\; Ω \;\;\;\;\;\;-D\] |
\[𝑟= 1\;\; Ω \;\;\;\;\;\;-B\] |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
توصيل المقاومات على التوالي
التوصيل على التوالي يسير التيار الكهربائي في مسار واحد ويمر بجميع مكونات الدارة
التوصيل على التوالي يكون مقدار التيار المار في كل مكون من مكونات الدارة متساوياً والجهد للمصدر يتوزع على المقاومات وترتفع قيمة المقاومة المكافئة
في هذه المحاكاة وصل ثلاث مقاومات على التوالي وقم بقياس شدة التيار الكلي وشدة التيار المار في كل مقاوم وايضا قم بقياس قرق الجهد الكلي وفرق الجهد بين طرفي كل مقاوم سجل النتائج
اكمل بيانات الجدول التالي
\[R_{eq}=?Ω\] |
\[R_{3}=-- Ω\] |
\[R_{2}=-- Ω\] |
\[R_{1}=-- Ω\] |
\[I_{tot}=....A\] |
\[I_{3}=....A\] |
\[I_{2}=....A\] |
\[I_{1}=....A\] |
\[V_{tot}=....V\] |
\[V_{3}=....V\] |
\[V_{2}=....V\] |
\[V_{1}=....V\] |
\[R_{eq} = \frac{ 𝑉_{ 𝑡𝑜𝑡 }} {I_ {𝑡𝑜𝑡 }}\]\[R_{eq} = ........\] |
\[R_{eq} = R_1 + R_2 + R_3 \]\[R_{eq} = ........\] |
قارن النتائج التي حصلت عليها ماذا تستنتج\[............\] |
الملاحظات\[........................\] |
إلعب وقيم نفسك
التوصيل على التوالي :يسير التيار الكهربائي في مسار واحد ويمر بجميع مكونات الدارة
ميزات التوصيل على التوالي :
نتائج مهمة
مثال 1)ثلاث مقاومات على التوالي \[ R_1 = 10 Ω , R_2 = 5 Ω , R_3 = ? \] تم توصيلهم ببطارية فرق جهدها \[V= 20 V\] مر تيار شدتة \[I=0.5 A\] فإن قيمة المقاوم \[ R_3 =....\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
توصيل المقاومات على التوازي
التوصيل على التوازي عندما يسير التيار الكهربائي بأكثر من مسار واحد ويمر بجميع مكونات الدارة
في حالة التوصيل على التوازي يتوزع التيار المار في مكونات الدارة كلا حسب مقاومتة والجهد للمصدر يعادل الجهد لكل فرع من أفرع التوازي
في هذه المحاكاة وصل ثلاث مقاومات على التوازي وقم بقياس شدة التيار الكلي وشدة التيار المار في كل مقاوم وايضا قم بقياس قرق الجهد الكلي وفرق الجهد بين طرفي كل مقاوم سجل النتائج في الجدول االموجود أسفل التجربة
اكمل بيانات الجدول التالي
\[R_{eq}=?Ω\] |
\[R_{3}=-- Ω\] |
\[R_{2}=-- Ω\] |
\[R_{1}=-- Ω\] |
\[I_{tot}=....A\] |
\[I_{3}=....A\] |
\[I_{2}=....A\] |
\[I_{1}=....A\] |
\[V_{tot}=....V\] |
\[V_{3}=....V\] |
\[V_{2}=....V\] |
\[V_{1}=....V\] |
\[R_{eq} = \frac{ 𝑉_{ 𝑡𝑜𝑡 }} {I_ {𝑡𝑜𝑡 }}\]\[R_{eq} = ......\] |
\[R_{eq} = (\frac{1}{R_1} +\frac{1}{ R_2} +\frac{1} {R_3})^{-1} \]\[R_{eq} = ......\] |
قارن النتائج التي حصلت عليها ماذا تستنتج\[............\] |
الملاحظات\[........................\] |
إلعب وقيم نفسك
التوصيل على التوازي :يسير التيار الكهربائي ضمن أكثر من مسار واحد حتى يكمل دورته
ميزات التوصيل على التوازي :
نتائج مهمة
في هذه المحاكاة دائرة يتم قياس شدة التيار وفرق الجهد في كل مقاوم من خلال جهاز الأميتر والفولتميتر
يمكن أن نغير مقدار المقاومات من خلال الايقونة الموجودة أسفل كل مقاوم
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال :4
في الدائرة المجاورة قراءة جهاز الاميتر للتيار الكلي تعادل
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال :5
مقاومان الأول \[R_1=50 Ω\]والثاني مجهول المقاومة تم توصيلهما فكانت المقاومة المكافئة \[R_{eq}=80 Ω\]التوصيل كان ( على التوالي – على التوازي )
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال :6
مقاومان متساويان تم توصيلهم لوحظ أن فرق الجهد للأول يساوي فرق الجهد للثاني ويعادل مجموع جهد المقاومان جهد المصدر فإن التوصيل كان
( على التوالي – على التوازي )
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال :7
مقاومان غير متساويان تم توصيلهم لوحظ أن فرق الجهد للأول يساوي فرق الجهد للثاني فإن التوصيل كان
( على التوالي – على التوازي )
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
الدوائر الكهربائية المركبة
نحدد من هي المقاومات على التوالي ومن على التوازي
مثال 1 ) مجموعة من المقاومات متصلة كما في الشكل والبطارية تحتوي على مقاومة داخلية أوجد المقاومة المكافئة
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
في هذه المحاكاة مجموعة من المقاومات متصلة على التوالي والتوازي نستطيع التحكم بمقاديرها ويتم إضهار قيمة التيار وفرق الجهد في كل مقاوم
مثال 2 ) مجموعة من المقاومات متصلة كما في الشكل فإن شدة التيار المار في المقاوم
R1 = ?
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مثال 3 ) مجموعة من المقاومات متصلة كما في الشكل فإن فرق الجهد بين طرفي المقاوم
R4 = ?
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
الطاقة والقدرة
عند تطبيق فرق جهد في دائرة فإن القوة المحركة الكهربائية للبطارية تعمل على بذل شغل على الشحنات وتعطيها طاقة كهربائية
\[ dU = dq . ∆𝑉 \]
ونحن نعلم أن
\[dq = I . dt\]
\[dU = I . dt .∆𝑉 \]
\[\frac{𝑑𝑈}{dt}\] وهي معدل الطاقة الصروفة وتدعى القدرة ويرمز لها بالرمز \[P\] \[P = I . ∆𝑉\]
وتقدر بوحدة الوات في النظام الدولي
وحسب قانون أوم \[R = \frac{∆𝑉}{I}\] يمكن كتابة القدرة \[𝑃= I^2. 𝑅\]\[𝑃= \frac{∆𝑉^2}{𝑅}\]
في هذة المحاكاة دائرة تحتوي على مقاومة أومية تعمل على استهلاك طاقة البطارية
القدرة المصروفة في دائرة مقاومات على التوالي
القدرة المصروفة في دائرة مقاومات على التوازي
القدرة المصروفة في دائرة مقاومات على التوالي و التوازي
تتكون الدائرة المبسطة ، من بطارية 9 فولت بدون مقاومة داخلية وثلاث مقاومات كما هو موضح في الشكل أدناه.
فإن القدرة الكلية للدائرة تعادل
\[P=25.45\;\;W \;\;\;\;\;\;-C\] |
\[P=20.25\;\;W \;\;\;\;\;\;-A\] |
\[ P=17.85W\;\;W \;\;\;\;\;\;-D\] |
\[P=13.75\;\;W \;\;\;\;\;\;-B\] |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
سطوع المصابيح
هذه محاكاة عدة مصابيح متصلة ببعضها البعض قارن بين سطوع هذه المصابيح
هذه محاكاة لدائرة مركبة مع مصدر طاقة وأربعة مصابيح كهربائية متطابقة وثلاثة مفاتيح. افتح المفاتيح وأغلقها وقم بعمل تنبؤات حول كميات الجهد عبر المصابيح ، والتيارات عبر المصابيح ، وسطوع المصابيح (التي ترتبط بالطاقة التي يتبدد كل منها كحرارة وضوء). استخدم مربعات الاختيار لإظهار الفولتية والتيارات أو إخفائها.
في الدائرة المجاورة تم وصل 4 مصابيح كما في الشكل
أحد الإجابات التالية تحقق انخفاض في قراءة الاميتر الموجود في الدائرة
( C ) وصل سلك بين طرفي المصباح -C |
( A ) وصل سلك بين طرفي المصباح -A |
( D ) وصل سلك بين طرفي المصباح -D |
( B ) احترق فتيل المصباح -B |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
أختر الإجابة الصحيحة
في الشكل المجاور 4 مصابيح متماثله في المقاومة وصلت ببطارية
أحد المصابيح التالية لها أشد سطوع
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
في الشكل إدناه القدرة المبددة في الدائرة تعادل
\[P=69\;\; W\;\;\;\;\;\;-C\] |
\[P=54\;\; W\;\;\;\;\;\;-A\] |
\[P=88\;\; W\;\;\;\;\;\;-D\] |
\[P=97\;\; W\;\;\;\;\;\;-B\] |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
مصباح كتب علية
( 60 w , 220 v)
فإن مقاومة المصباح والطاقة المستهلكة خلال
10 minutes
\[ R=954.4 Ω , E=13244 J\;\;\;\;\;\;-C\]
\[R=504.6 Ω , E=25000 J \;\;\;\;\;\;-A\]
\[R=650.8 Ω , E=16860 J \;\;\;\;\;\;-D\]
\[R=807.6 Ω , E=36000 J;\;\;\;\;\;-B\]
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
المصدر
https://www.vascak.cz/?page_id=2355&language=it#demo
من افضل المنصات اذا لم تكن الافضل
ReplyDeleteدرس ممتاز شكرا
ReplyDeleteافضل موقع تعليمي
ReplyDeleteشكراً على توضيح الدرس بطريقه مبتكره
ReplyDeleteدرس ممتاز
ReplyDelete