ملخص الفيزياء تالتة ثانوي التيار الكهربي وقانون أوم وقانونا كيرشوف

المصطلحات والتعريفات العلمية

• التيار الكهربي: فيض من الشحنات الكهربية تسري خلال موصل. (الوحدة: أمبير A)
• شدة التيار الكهربي (I): مقدار الشحنة الكهربية التي تمر خلال نقطة ما في الدائرة الكهربائية في وحدة الزمن. (الوحدة: أمبير A)
• فرق الجهد (V): الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات الكهربية بين نقطتين في الدائرة. (الوحدة: فولت V)
• المقاومة الكهربية (R): ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربي. (الوحدة: أوم Ω)
• القوة الدافعة الكهربية (EMF): الشغل الكلي المبذول لنقل وحدة الشحنات الكهربية خلال الدائرة الكهربية. (الوحدة: فولت V)

القوانين والمعادلات الفيزيائية

قانون أوم

V = I × R

حيث:

شرط التطبيق: يطبق هذا القانون على الدوائر الكهربائية التي تحتوي على مصدر للتيار الكهربي وموصلات ومقاومات.

مثال عددي: إذا كان فرق الجهد بين طرفي مقاومة 12 فولت، وشدة التيار المار خلالها 2 أمبير، احسب مقاومتها. الحل: باستخدام قانون أوم، R = V / I = 12 V / 2 A = 6 Ω.

قانون كيرشوف للفرق في الجهد

∑V = 0

حيث:

شرط التطبيق: يطبق هذا القانون على أي دائرة كهربائية مغلقة.

مثال عددي: في دائرة كهربائية تحتوي على بطارية 9 فولت ومقاومتين متصلتين على التوالي، 2 أوم و3 أوم، احسب فرق الجهد على كل مقاومة. الحل: باستخدام قانون أوم، أولاً نحسب المقاومة الكلية R_total = 2 Ω + 3 Ω = 5 Ω، ثم نحسب شدة التيار I = V / R_total = 9 V / 5 Ω = 1.8 A. بعد ذلك، نحسب فرق الجهد على كل مقاومة، V1 = I × R1 = 1.8 A × 2 Ω = 3.6 V، V2 = I × R2 = 1.8 A × 3 Ω = 5.4 V.

التيار الكهربي

التيار الكهربي هو فيض من الشحنات الكهربية تسري خلال موصل. يُقاس بالأمبير (A) ويعرف باسم شدة التيار (I). يمكن حساب شدة التيار باستخدام المعادلة:

I = Q / t

حيث Q هي كمية الكهربية بالكولوم (C) وت هي الزمن بالثانية (s).

قانون أوم

قانون أوم هو قانون فيزيائي يصف العلاقة بين فرق الجهد والتيار الكهربي والمقاومة في دائرة كهربائية. ينص القانون على أن فرق الجهد بين طرفي مقاومة يساوي شدة التيار المار خلالها مضروباً في مقاومتها.

V = I × R

يمكن تطبيق قانون أوم على دوائر كهربائية مختلفة لحساب التيار أو الجهد أو المقاومة.

توصيل المقاومات على التوالي

عند توصيل المقاومات على التوالي، يكون التيار المار خلال جميع المقاومات واحدًا، ويكون فرق الجهد الكلي هو مجموع فروق الجهد على كل مقاومة.

I = I1 = I2 = ... = In

V_total = V1 + V2 + ... + Vn

المقاومة المكافئة (R_eq) لمقاومات متصلة على التوالي هي مجموع المقاومات الفردية:

R_eq = R1 + R2 + ... + Rn

توصيل المقاومات على التوازي

عند توصيل المقاومات على التوازي، يكون فرق الجهد على جميع المقاومات واحدًا، ويكون التيار الكلي هو مجموع التيارات المارة في كل مقاومة.

V = V1 = V2 = ... = Vn

I_total = I1 + I2 + ... + In

المقاومة المكافئة (R_eq) لمقاومات متصلة على التوازي هي مقلوب مجموع مقلوبات المقاومات الفردية:

1/R_eq = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn

تطبيقات محلولة

مثال 1: توصيل المقاومات على التوالي

لدينا ثلاث مقاومات، 10 أوم، 20 أوم، و30 أوم، موصلة على التوالي مع بطارية 60 فولت. احسب شدة التيار المار في الدائرة والمقاومة المكافئة.

الحل:

المقاومة الكلية R_total = 10 Ω + 20 Ω + 30 Ω = 60 Ω

شدة التيار I = V / R_total = 60 V / 60 Ω = 1 A

المقاومة المكافئة R_eq = R1 + R2 + R3 = 10 Ω + 20 Ω + 30 Ω = 60 Ω

مثال 2: توصيل المقاومات على التوازي

لدينا مقاومتان، 10 أوم و20 أوم، موصلتان على التوازي مع بطارية 20 فولت. احسب شدة التيار المار في كل مقاومة والمقاومة المكافئة.

الحل:

فرق الجهد على كل مقاومة V = 20 V

شدة التيار في المقاومة الأولى I1 = V / R1 = 20 V / 10 Ω = 2 A

شدة التيار في المقاومة الثانية I2 = V / R2 = 20 V / 20 Ω = 1 A

المقاومة المكافئة 1/R_eq = 1/R1 + 1/R2 = 1/10 Ω + 1/20 Ω = 0.1 + 0.05 = 0.15

R_eq = 1 / 0.15 = 6.67 Ω

أخطاء شائعة في الامتحان

• الخلط بين التيار الكهربي والجهد الكهربي.
• عدم مراعاة اتجاه التيار الكهربي عند حل المسائل.
• عدم حساب المقاومة المكافئة بشكل صحيح في دوائر المقاومات المتصلة على التوالي أو التوازي.
• عدم تطبيق قانون أوم بشكل صحيح في مختلف الحالات.

قائمة المراجعة السريعة

• [ ] التيار الكهربي هو فيض من الشحنات الكهربية.
• [ ] قانون أوم يصف العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة.
• [ ] المقاومة المكافئة لمقاومات متصلة على التوالي هي مجموع المقاومات.
• [ ] المقاومة المكافئة لمقاومات متصلة على التوازي هي مقلوب مجموع مقلوبات المقاومات.
• [ ] القوة الدافعة الكهربية هي الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات خلال الدائرة.
• [ ] فرق الجهد هو الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات بين نقطتين.
• [ ] التيار الكهربي يُقاس بالأمبير.
• [ ] الجهد الكهربي يُقاس بالفولت.
• [ ] المقاومة الكهربية يُقاس بالأوم.
• [ ] قانون كيرشوف للفرق في الجهد ينص على أن مجموع الفروق في الجهد في دائرة مغلقة يساوي صفر.
• [ ] قانون كيرشوف للتيار ينص على أن مجموع التيارات المتدفقة إلى عقدة في دائرة كهربائية يساوي مجموع التيارات المتدفقة منها.

جميع معادلات الفصل دفعة واحدة

I = Q / t
V = I × R
R_eq = R1 + R2 + ... + Rn
1/R_eq = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn
V = W / Q
I = V / R
R = ρ × L / A
σ = 1 / ρ
V_B = I × (R + r)
I = V_B / (R + r)

بالتوفيق في امتحاناتك!