4__

‫مدونة أ‪ .‬محمد فياض للفيزياء‬

‫‪mfayyad2013.blogspot.com‬‬

‫‪V‬‬

‫الوحدة الثانية ‪ :‬الكهرباء املتحركة‬ ‫الفصل األول ‪ :‬دارات التيار املستمر‬

‫‪.1‬‬

‫يُعرف الطالب الهبوط في الجهد ‪.‬‬

‫‪.2‬‬

‫يحسب الطالب فرق الجهد بين طرفي مصدر كهربائي يحتوي مقاومة داخلية‪.‬‬

‫‪.3‬‬

‫يذكر الطالب خطوات تجربة عملية لقياس مقاومة داخلية لبطارية‪.‬‬

‫‪.4‬‬

‫يحل الطالب مسائل اليجاد القدرة المتولدة في البطارية‬

‫‪ ‬كيف يمكن حساب فرق الجهد بين طرفي مصدر كهربائي يحتوي مقاومة داخلية ‪:‬‬ ‫‪ -1‬إذا كان اتجاه التيار نفس اتجاه القوة الدافعة الكهربائية ‪.‬‬ ‫قراءة الفولتميتر = جـأ ب = جـأ ‪ -‬جـب = ‪ -‬جـأ ب = ‪  -‬ت‪.‬مد – قد ‪ = ‬قد –‬ ‫جـأ ب ‪ ‬قد بمقدار " ت‪.‬مد " ( الهبوط في الجهد ) وفي هذه الحالة البطارية تفرغ شحنتها ‪.‬‬ ‫‪ -2‬إذا كان اتجاه التيار عكس اتجاه القوة الدافعة الكهربائية ‪.‬‬ ‫قراءة الفولتميتر = جـأ ب = جـأ ‪ -‬جـب = ‪ -‬جـأ ب = ‪ -  -‬ت‪.‬مد – قد ‪ = ‬قد ‪ +‬ت‪.‬مد‬ ‫جـأ ب ‪ ‬قد بمقدار " ت‪.‬مد " وفي هذه الحالة البطارية تشحن ‪.‬‬ ‫ت‪.‬مد‬

‫‪‬‬

‫ما المقصوووود بالهبوط في الجهد ‪ 2212(:‬ك ص) النقصوووان في مقدار القوة الدافعة للمصووودر‬

‫عند إغالق الدائرة ويساوي شدة التيار المار في الدارة مضروباً في المقاومة الداخلية‬

‫نشاط‪:‬‬

‫اشرح تجربة عملية لقياس مقاومة داخلية لبطارية ‪:‬‬ ‫قد ( ألنه ال يمر تيار في الدارة )‬

‫‪ .1‬وصل الدارة كما في الشكل ‪ ،‬وسجل قراءة الفولتميتر قبل إغالق المفتاح " ح " وتكون =‬ ‫‪ . 2‬أغلق المفتاح وسجل قراءة كل من األميتر والفولتميتر في الجدول ‪ ،‬وقم بتغيير المقاومة عدة‬ ‫مرات وسجل النتائج ‪.‬‬ ‫‪ .3‬مثل بيانياً عالقة بين " ت " على محور السينات ‪ ،‬و" قد – جـ " على محور الصادات ‪.‬‬

‫ق د ‪ ‬جـ‬ ‫‪ .4‬احسب ميل الخط =‬ ‫ت‬ ‫ق د ‪ ‬جـ‬ ‫جـ ‪ +‬ت‪.‬مد = قد ‪ ‬م د ‪‬‬ ‫أي أن مد = ميل الخط المستقيم الناتج ‪.‬‬ ‫ت‬ ‫‪،‬‬

‫م‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪‬‬

‫علل ‪ :‬فرق الجهد بين قطبي بطارية = القوة الدافعة الكهربائية عندما تكون الدارة مفتوحة ‪.‬‬

‫لعدم مرور تيار كهربائي في أجزاء الدارة ‪ ،‬حيث ان جـ = ق د ‪ ±‬ت‬

‫‪‬‬

‫ت‬

‫مد‬

‫علل ‪ :‬ال تكون قراءة الفولتميتر للقوة الدافعة الكهربائية لعمود بدقة تامة‪.‬‬

‫بسبب وجود مقاومة داخلية ‪ .‬حيث ان قراءة الفولتميتر ‪ :‬جـ = ق د ‪ ±‬ت م د‬

‫‪- 81 -‬‬

‫جـ‬

‫قد – جـ‬

‫مدونة أ‪ .‬محمد فياض للفيزياء‬

‫‪mfayyad2013.blogspot.com‬‬

‫‪ .1‬إذا مثلت التغيرات في الجهد عبر الدائرة الكهربائية البسيطة المبينة في الشكل بالرسم البياني المجاور لها باإلعتماد على‬ ‫المعلومات المثبتة على كل منها ‪:‬‬

‫‪ -1‬ق‬

‫‪ -2‬الهبوط في الجهد‬

‫د‬

‫‪ -3‬قراءة أمبير‬

‫‪ -4‬م‬

‫احلل ‪:‬‬ ‫من الرسم البياني ‪:‬‬ ‫‪ .1‬ق د = ‪ 12‬فولت‬ ‫‪ .2‬الهبوط في الجهد‬ ‫= ‪ 2 = 12 – 12‬فولت‬ ‫⟸ ‪ = 2‬ت × م د ⟸ ‪ = 2‬ت ×‪1‬‬ ‫⟸ ت= ‪ 2‬أمبير و هو قراءة األميتر‬ ‫‪ 6‬م‬ ‫‪ ‬قد‬ ‫‪12‬‬ ‫⟸ ‪3‬‬ ‫ت‪‬‬ ‫=‪⟸ 6‬‬ ‫⟸ ‪2‬‬ ‫‪‬م‬ ‫‪ 6‬م‬ ‫‪ 6‬م‬ ‫‪ 2 1‬‬

‫‪ 6‬م‬ ‫‪ 6‬م‬

‫= ‪ 3 ⟸ 3‬م = ‪⟸ 11‬‬

‫م =‪Ω6‬‬

‫‪ 6‬م‬

‫‪ .2‬بطارية قوتها الدافعة الكهربائية ‪ 5‬فولت ‪ ،‬وعندما وصل قطبا البطارية بمقاومة خارجية مقدارها ‪ 1.6‬أوم كان التيار المار‬ ‫بالمقاومة ‪ 2.5‬أمبير ‪،‬أحسب ‪:‬‬ ‫ب‪ .‬المقاومة الداخلية للبطارية ‪.‬‬ ‫أ‪ .‬فرق الجهد بين طرفي المقاومة الخارجية ‪.‬‬ ‫احلل ‪ :‬جـ = ت م = ‪ 4 = 1.6 × 2.5‬فولت ‪.‬‬

‫جـ = قد ‪ -‬ت مد ⟸ ‪ × 2.5 – 5 = 4‬مد ⟸ مد = ‪.  2.4‬‬ ‫‪ .3‬بطارية قوتها الدافعة ‪ 122‬فولت ومقاومتها الداخلية ‪ 5‬أوم أحسب قراءة الفولتميتر ذو المقاومة ‪ 195‬أوم عندما يوصل‬ ‫بين قطبيها ‪.‬‬ ‫‪‬ق‬ ‫‪100‬‬ ‫د ‪‬‬ ‫احلل ‪ :‬ت ‪‬‬ ‫= ‪ 2.5‬أمبير ‪.‬‬ ‫‪ ‬م ‪195  5‬‬ ‫جـ = ت م = ‪ 9..5 = 195 × 2.5‬فولت ‪.‬‬ ‫أو حل آخر ‪ :‬جـ = قد ‪ -‬ت مد = ‪ 9..5 = 5 × 2.5 – 122‬فولت ‪.‬‬ ‫‪ .4‬إذا مثلت التغيرات في الجهد عبر الدارة الكهربائية البسيطة المبينة في الشكل بالرسم البياني المجاور لها‪ ،‬باالعتماد‬ ‫على المعلومات المثبتة على كل منهما احسب مقدار كل من‪ 2221( :‬االردن)‬ ‫‪ .1‬القوة الدافعة الكهربائية (قد)‪.‬‬ ‫‪ .2‬قراءة األميتر‪A.‬‬ ‫‪ .3‬المقاومة المكافئة لمجموعة‬ ‫المقاومات الخارجية‪.‬‬ ‫‪ .4‬المقاومة المجهولة م ‪.‬‬ ‫احلل ‪:‬‬ ‫من الرسم البياني ‪:‬‬ ‫‪ - 22 = 11 .1‬قد‬ ‫⟸ قد = ‪ 4‬فولت ‪.‬‬ ‫‪ .2‬الهبوط في الجهد هو ‪– 11‬‬ ‫‪ 6 = 12‬فولت‬ ‫⟸ ت= ‪ 3‬أمبير و هو قراءة األميتر‬ ‫⟸ ‪ = 6‬ت × م د ⟸ ‪ = 6‬ت ×(‪)1+1‬‬ ‫فرق جهد المقاومات الخارجية ‪ :‬جـخ = قد – ت مد = (‪ 12 = )1+1( 3 – )4 - 22‬فولت ‪( .‬من الشكل جـ خ = ‪ 12‬فولت)‬ ‫(في حالة بطارية واحدة فإن اتجاه التيار بنفس اتجاه قد)‬

‫جـخ = ت‬

‫مخ‬

‫⟸‬

‫مخ = ‪.  4 = 12‬‬ ‫‪3‬‬

‫المقاومتان ‪  6 ،  6‬ال يمر فيهما تيار بسبب وجود السلك ‪ .‬م ‪.  4 = 12 //‬‬ ‫‪ 12‬م‬ ‫‪4‬‬ ‫⟸ ‪ 1‬م = ‪ ⟸ 41‬م = ‪Ω 6‬‬ ‫‪  12‬م‬ ‫‪- 81 -‬‬

‫مدونة أ‪ .‬محمد فياض للفيزياء‬

‫‪mfayyad2013.blogspot.com‬‬

‫‪ .5‬بطارية قوتها الدافعة ‪ 12‬فولت ومقاومتها الداخلية ‪  2.5‬وصل قطباها بمقاومه مقدارها ‪ ،  3.5‬فأوجد قدرة البطارية‬ ‫‪‬ق‬ ‫‪12‬‬ ‫د ‪ ‬ت‪‬‬ ‫احلل ‪ :‬ت ‪‬‬ ‫‪0.5  3.5‬‬ ‫‪‬م‬

‫⟸ ت = ‪ 3‬أمبير ‪.‬‬

‫القدرة = قد ت = ‪ 36 = 3 × 12‬واط ‪.‬‬ ‫‪ .6‬يبلغ فرق الجهد بين قطبي بطارية ‪ 1.5‬فولت عندما يمر فيها تيار شدته ‪ 3‬أمبير من القطب السالب للقطب الموجب ‪،‬‬ ‫وعندما يمر فيها تيار شدته ‪ 2‬أمبير من القطب الموجب للقطب السالب يصبح فرق الجهد بين طرفيها ‪ 11‬فولت ‪ ،‬إحسب كالً‬ ‫من القوة الدافعة الكهربائية والمقاومة الداخلية للبطارية ‪.‬‬ ‫احلل ‪ :‬جـ = ق د – ت مد ⟸ ق د = ‪ 3 + 1.5‬م د ‪ ، ) 1 ( ............‬إتجاه التيار مع إتجاه القوة الدافعة ‪.‬‬ ‫‪ :‬جـ = ق د ‪ +‬ت مد ⟸ ق د = ‪ 2 - 11‬م د ‪ ، ) 2 ( ............‬إتجاه التيار عكس إتجاه القوة الدافعة ‪.‬‬ ‫بطرح المعادلتين ⟸ ‪ 5 = 2.5‬م د ⟸ م د = ‪ ⟸  2.5‬ق د = ‪ 12‬فولت ‪.‬‬ ‫‪ ..‬بطارية قوتها الدافعة ‪ 15‬فولت وفرق الجهد بين طرفيها ‪ 11.6‬فولت ‪ ،‬وعند توصيلها بمقاومة م كانت القدرة المستنفذة‬ ‫في المقاومة م هي ‪ 22‬واط أحسب مقدار المقاومة م والمقاومة الداخلية للبطارية ‪.‬‬ ‫احلل ‪ :‬جـ = قد – ت مد ⟸ ‪ – 15 = 11.6‬ت مد ⟸ ت مد = ‪ 3.4‬فولت ‪.‬‬ ‫القدرة =‬

‫جـ‬ ‫م‬

‫‪2‬‬

‫‪‬م‪‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪11.6‬‬ ‫جـ‬ ‫‪‬‬ ‫= ‪ 6..2‬‬ ‫القدرة ‪20‬‬ ‫‪2‬‬

‫ت = جـ ‪ /‬م = ‪ 1..2 = 6..2 / 11.6‬أمبير ‪.‬‬ ‫م د = ‪.  1.9. = 1..2 / 3.4‬‬ ‫‪ .1‬في الشكل المجاور ‪ ،‬أوجد قراءة األميتر والفولتميتر ‪ 1‬والفولتميتر ‪2‬‬

‫‪:‬‬

‫احلل ‪ 12 = 2 + 12 :‬‬

‫‪ 4 = 6 // 12‬‬

‫‪‬ق‬ ‫‪15  30‬‬ ‫د ‪‬‬ ‫ت‪‬‬ ‫‪4722‬‬ ‫‪‬م‬

‫= ‪ 1‬أمبير ‪.‬‬

‫ت فروع‪‬م فروع ‪1 4 1‬‬ ‫=‬ ‫التيار المار في المقاومة ‪=  12‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪12‬‬ ‫م فرع‬

‫أمبير‪.‬‬

‫قراءة األميتر‬

‫قراءة الفولتميتر ‪ = 1‬قد – ت مد = ‪ 29 = 1×1 – 32‬فولت ‪.‬‬ ‫قراءة الفولتميتر ‪ = 2‬قد ‪ +‬ت مد = ‪ 16 = 1×1 + 15‬فولت ‪.‬‬ ‫‪ .9‬بطارية قوتها الدافعة الكهربائية قد ومقاومتها الداخلية مد وجد أنه إذا وصلت معها مقاومة خارجية ‪  3‬وإغلقت الدارة‬ ‫كان فرق الجهد بين قطبي البطارية ‪ 9‬فولت ‪ ،‬وإذا استبدلت المقاومة ‪  3‬بمقاومة ‪  5‬أصبح فرق الجهد بين قطبي البطارية‬ ‫‪ 12‬فولت ‪ ،‬إحسب قيمة قد ‪ ،‬مد ‪.‬‬ ‫اتجاه القوة الدافعة مع اتجاه التيار ‪.‬‬

‫اتجاه القوة الدافعة عكس اتجاه التيار ‪.‬‬

‫احلل ‪ :‬ت = جـخ ‪ /‬مخ = ‪ 3 = 3/ 9‬أمبير ‪.‬‬ ‫جـ = قد – ت مد ⟸ ‪ = 9‬قد – ‪ 3‬مد ⟸ قد = ‪ 3 + 9‬مد ‪)1( ......‬‬ ‫بعد إستبدال المقاومة ‪ :‬ت = جـخ ‪ /‬مخ = ‪ 2 = 5/ 12‬أمبير ‪.‬‬ ‫جـ = قد – ت مد ⟸ ‪ = 12‬قد – ‪ 2‬مد ⟸ قد = ‪ 2 + 12‬مد ‪)2( ......‬‬ ‫⟸ مد = ‪ ⟸  1‬قد = ‪ 12‬فولت‬ ‫‪ .12‬في الشكل المجاور بين ماذا يحدث لقراءة الفولتميتر عند إغالق الدارة ‪.‬‬ ‫احلل ‪ :‬عند إغالق المفتاح تقل قراءة الفولتميتر ألن ‪ :‬جـ = قد – ت مد يوجد هبوط في الجهد ‪.‬‬ ‫‪ .11‬في الدارة المجاورة قراءة الفولتميتر والمفتاح مفتوح ‪ 12‬فولت وبعد إغالق الدارة أصبحت قراءة‬ ‫الفولتميتر ‪ 1‬فولت ‪ .‬إحسب ‪ :‬القوة الدافعة للبطارية ‪ ،‬شدة التيار بعد إغالق المفتاح ‪ ،‬مقدار المقاومة‬ ‫الخارجية ‪.‬‬ ‫احلل ‪ :‬عندما يكون المفتاح تكون قراءة الفولتميتر = قد = ‪ 12‬فولت ‪.‬‬ ‫‪- 02 -‬‬

‫مدونة أ‪ .‬محمد فياض للفيزياء‬

‫‪mfayyad2013.blogspot.com‬‬

‫بعد غلق الدارة ‪ :‬جـ = قد – ت مد ⟸ ‪ – 12 = 1‬ت مد ⟸ ت مد = ‪ 2‬فولت‬ ‫⟸ ت = ‪ 4 = 2.5 / 2‬أمبير‬ ‫جـ = ت مخ ⟸ مخ = ‪.  2 = 4 / 1‬‬

‫‪ .12‬في الشكل المجاور وجد أنه عند إغالق المفتاح أن قراءة الفولتميتر ‪ 15‬فولت وعند فتحه تكون قراءة الفولتميتر ‪16‬‬ ‫فولت ‪ ،‬إحسب المقاومة الداخلية للبطارية ‪(.‬االردن‪)1996‬‬ ‫احلل ‪ :‬قد = ‪ 16‬فولت ‪.‬‬ ‫جـ = ت م ⟸ ت = ‪ 2.25 = 322/15‬أمبير‬ ‫جـ = قد – ت مد ⟸ ‪ 2.25 – 16 = 15‬مد ⟸ مد = ‪.  22‬‬ ‫‪ .13‬بطارية قوتها الدافعة الكهربائية ‪ 12‬فولت ومقاومتها الداخلية ‪  2.5‬وصلت بمقاومة ‪  3.5‬أوجد شدة التيار المار‬ ‫في الدارة وفرق الجهد بين قطبي البطارية وقدرة البطارية ‪(.‬االردن‪)2222‬‬

‫‪‬ق‬ ‫‪12‬‬ ‫د‪‬‬ ‫احلل ‪ :‬ت ‪‬‬ ‫‪3.5  0.5‬‬ ‫‪‬م‬

‫‪ 3 ‬أمبير ‪.‬‬

‫جـ = ت مخ = ‪ 12.5 = 3.5×3‬فولت‬ ‫جـ = قد – ت مد = ‪ 12.5 = 3×2.5 – 12‬فولت ‪.‬‬ ‫القدرة = قد ت = ‪ 36 = 3×12‬واط ‪.‬‬

‫‪- 08 -‬‬