تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

شارح الدرس: حساب شدة التيار الكهربي المار في سلك العلوم

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نحسب شدة التيار الكهربي في دائرة بسيطة.

الدائرة الكهربية هي مسار تتدفَّق عبره الشحنة الكهربية.

تُقاس الشحنة الكهربية بوحدة «الكولوم». على سبيل المثال، تُكتَب شحنة الإلكترون على الصورة ٦٫١×٠١٩١ كولوم.

يُعرَف تدفُّق الشحنة الكهربية بالتيار الكهربي. يُقاس التيار الكهربي بوحدة «الأمبير». علينا ألَّا ننسى الوحدات لأنها مهمة.

عادةً ما تُستخدَم وحدتا الكولوم والأمبير عند دراسة علم الكهرباء، ومن المهم أن نتذكَّر أنهما تقيسان شيئين مختلفين. فالكولوم يقيس الشحنة، أما الأمبير فيقيس تدفُّق الشحنة.

أمبير واحد من التيار يساوي كولوم واحدًا من الشحنة المارة عبر نقطة في سلك خلال ثانية واحدة. ويمكننا قياس مقدار الشحنة المارة خلال أي فترة زمنية — ولا يُشترط أن تساوي ثانية واحدة فقط. فيمكننا ببساطة حساب شدة التيار عن طريق قسمة مقدار الشحنة على الفترة الزمنية التي استغرقتها الشحنة في التدفُّق.

يمكن حساب شدة التيار باستخدام الصيغة: 𞸕=𞸊𞸆، حيث يمثِّل 𞸕 شدة التيار، ويمثِّل 𞸊 الشحنة، ويمثِّل 𞸆 الزمن.

تعريف: التيار الكهربي المار في سلك

يمكن حساب شدة التيار الكهربي، 𞸕، المار في سلك باستخدام الصيغة: 𞸕=𞸊𞸆، حيث يمثِّل 𞸊 مقدار الشحنة المارة بنقطة ما في السلك خلال فترة زمنية معيَّنة، 𞸆.

يمكننا أن نتدرَّب على استخدام هذه المعادلة عن طريق حل بعض الأمثلة.

مثال ١: حساب تدفُّق الشحنة بمعلومية شدة التيار

يوضِّح الشكل دائرة كهربية تحتوي على بطارية ومصباح. تبلغ شدة التيار في الدائرة ٢ أمبير. ما مقدار الشحنة التي تتدفَّق عبر النقطة (أ) في الدائرة خلال ثانية واحدة؟

الحل

تذكَّر أن أمبير واحدًا من شدة التيار يُعرَف بأنه كولوم واحد من الشحنة المارة بنقطة خلال ثانية واحدة.

تخبرنا المسألة أن شدة التيار في الدائرة تساوي ٢ أمبير.

ومن ثَمَّ، فإننا نَعرف أنه يمر ٢ كولوم من الشحنة بالنقطة (أ) خلال ثانية واحدة.

مثال ٢: المقارنة بين التيارات المارة في عدة دوائر كهربية

يُركِّب سيف ثلاث دوائر كهربية. يقيس كمية الشحنة المُتدفِّقة في كل دائرة خلال نفس الفترة الزمنية. يوضِّح الجدول الآتي النتائج التي توصَّل إليها.

الشحنةالزمن
الدائرة ١٢٠ كولوم٥ ثوانٍ
الدائرة ٢٢٥ كولوم٥ ثوانٍ
الدائرة ٣١٢ كولوم٥ ثوانٍ

في أيِّ دائرة تكون شدة التيار أكبر؟

الحل

تذكَّر أنه يمكن حساب شدة التيار باستخدام الصيغة: 𞸕=𞸊𞸆، حيث يمثِّل 𞸕 شدة التيار، ويمثِّل 𞸊 الشحنة، ويمثِّل 𞸆 الزمن.

نعوِّض بالقيم المذكورة في الجدول في المعادلة السابقة لحساب قيم شدة التيار 𞸕١، 𞸕٢، 𞸕٣. تُشير الأرقام ١، ٢، ٣ إلى الدوائر التي تُقاس بها شدة التيار.

وبالتعويض عن قيمتَي الشحنة والزمن للدائرة ١، نجد أن: 𞸕=٠٢٥=٤.١مثأ

إذن شدة التيار في الدائرة ١ تساوي ٤ أمبير.

إذا انتقلنا إلى الدائرة ٢، نجد أن لدينا: 𞸕=٥٢٥=٥.٢مثأ

شدة التيار في الدائرة ٢ تساوي ٥ أمبير.

بالنسبة إلى الدائرة ٣: 𞸕=٢١٥=٤٫٢.٣مثأ

ومن ثَمَّ، فإن شدة التيار في الدائرة ٣ تساوي ٢٫٤ أمبير.

إذن شدة التيار في الدائرة ٢ هي الأكبر.

مثال ٣: المقارنة بين التيارات المارة في عدة دوائر كهربية

يوضِّح الشكل دائرتين كهربيتين: الدائرة ١ والدائرة ٢. في الدائرة ١، يتدفَّق ٢٨ كولوم من الشحنة عبر المصباح خلال ١٤ ثانية. وفي الدائرة ٢، يتدفَّق ٩ كولوم من الشحنة عبر الجرس خلال ٣ ثوانٍ. في أي دائرة تكون شدة التيار أكبر؟

الحل

نريد المقارنة بين شدة التيار في دائرتين كهربيتين مختلفتين. هيا نتذكَّر الصيغة المستخدَمة لحساب شدة التيار: 𞸕=𞸊𞸆، حيث يمثِّل 𞸕 شدة التيار، ويمثِّل 𞸊 الشحنة، ويمثِّل 𞸆 الزمن. يمكننا حساب شدة التيار في الدائرتين بالتعويض بقيمتَي الشحنة والزمن المعلومتين لكل دائرة في هذه المعادلة.

بالنسبة إلى الدائرة ١، لدينا: 𞸕=٨٢٤١=٢.١مثأ

إذن نجد أن شدة التيار في الدائرة ١ تساوي ٢ أمبير.

بالنسبة إلى الدائرة ٢، لدينا: 𞸕=٩٣=٣.٢مثأ

شدة التيار في الدائرة ٢ تساوي ٣ أمبير.

إذن شدة التيار في الدائرة ٢ هي الأكبر.

مثال ٤: العلاقة بين شدة التيار ومقدار الشحنة المتدفِّقة في دائرة كهربية

يوضِّح الشكل دائرة كهربية تحتوي على بطارية ومصباح. مقدار الشحنة المتدفِّقة عبر النقطة (أ) خلال ثانية واحدة يساوي ١٢ كولوم. إذا زاد مقدار الشحنة المتدفِّقة عبر النقطة (أ) خلال ثانية واحدة إلى الضعف، فبأيِّ مُعامِل تتغيَّر شدة التيار المار في الدائرة؟

الحل

نريد أن نفهم كيف تؤثِّر مضاعفة مقدار الشحنة المتدفِّقة عبر نقطة على التيار في دائرة كهربية. يمكننا البدء بتذكُّر معادلة شدة التيار: 𞸕=𞸊𞸆، حيث يمثِّل 𞸕 شدة التيار، ويمثِّل 𞸊 الشحنة، ويمثِّل 𞸆 الزمن. نستخدم هذه الصيغة لإيجاد قيمتين لشدة التيار، وسنُطلِق عليهما 𞸕𞸀، 𞸕𞸌. يحدِّد الرمزان 𞸀، 𞸌 أيُّ الدائرتين يتدفَّق بها المقدار الأصلي، وأيُّهما يتدفَّق بها المقدار المضاعف من الشحنة.

ولحساب المقدار الأصلي من شدة التيار، لدينا: 𞸕𞸀=٢١١=٢١،مثأ ما يعني أن المقدار الأصلي لشدة التيار يساوي ١٢ أمبير.

ومن ثَمَّ، بعد زيادة مقدار الشحنة إلى الضعف، يتدفَّق ٢٤ كولوم عبر النقطة (أ) خلال ثانية واحدة. بالتعويض بهذه القيمة في المعادلة، نجد أن: 𞸕𞸌=٤٢١=٤٢.مثأ

بعد زيادة الشحنة، تصبح شدة التيار ٢٤ أمبير.

إذن زيادة الشحنة التي تتدفَّق عبر النقطة (أ) خلال ثانية واحدة بمعامل مقداره ٢ تسبِّب زيادة شدة التيار بمعامل مقداره ٢.

مثال ٥: فهم التيار الكهربي المار في دائرة

اذكر المقصود بجملة التيار الكهربي في الدائرة الكهربية.

الحل

مطلوبٌ منا كتابة وصف موجز لجملة «التيار الكهربي في دائرة كهربية». في البداية، تذكَّر أن التيار الكهربي يعبِّر عن تدفُّق الشحنة الكهربية. وتقيس شدة التيار المعدل الذي تتدفَّق به الشحنة عبر شيء ما.

في الدائرة الكهربية، تتحرَّك الإلكترونات السالبة الشحنة عبر سلك. ونحن نقيس التيار المار بنقطة واحدة في هذا السلك.

هيا نختم بتلخيص بعض المفاهيم المهمة.

النقاط الرئيسية

  • تُقاس الشحنة الكهربية بوحدة الكولوم .
  • تُقاس شدة التيار الكهربي بوحدة الأمبير.
  • أمبير واحد يساوي كولوم واحدًا يمر عبر نقطة في سلك خلال ثانية واحدة.
  • يمكننا حساب شدة التيار، 𞸕، باستخدام الصيغة 𞸕=𞸊𞸆؛ حيث يمثِّل 𞸊 كمية الشحنة التي تتدفَّق عبر نقطة خلال فترة زمنية، 𞸆.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.