فيديو: امتحان الفيزياء • ٢٠١٧/٢٠١٦ • السؤال الرابع والأربعون

امتحان الفيزياء • ٢٠١٧/٢٠١٦ • السؤال الرابع والأربعون

٠٣:١٥

‏نسخة الفيديو النصية

في الدائرة الموضَّحة، تكون قراءة الأميتر اتنين أمبير عند فتح المفتاح 𝑘. بإهمال المقاومة الداخلية للبطارية، أوجد قراءة الأميتر عند غلق المفتاح 𝑘.

وموضَّح في الدايرة بطارية متوصّلة بمقاومة 𝑅 وأميتر. وفيه في الدايرة مفتاح اسمه 𝑘 بيوصّل الدايرة بمقاومة تانية قيمتها 𝑅. ومُعطى إن قراءة الأميتر عند فتح المفتاح كانت اتنين أمبير. ومطلوب نعرف قراءة الأميتر عند غلق المفتاح 𝑘.

فالمسألة دي ممكن نحلّها بطريقتين. طريقة هتحلّ المسألة في خطوة واحدة، ولكن محتاجة قوة ملاحظة. والطريقة التانية تقليدية وطويلة شويّة، ولكن هتوصل لنفس النتيجة.

فالطريقة التقليدية إن إحنا نبصّ الأول في الدايرة قبل غلق المفتاح. فهنلاقي إن التيار الكلّي اللي خارج مِ البطارية هيروح كله للفرع اللي فيه الأميتر. وده لأن ما فيش تيّار هيمشي في الدايرة المفتوحة بتاعة المفتاح. وبما إن الأميتر مقاومته قليّلة جدًّا، فممكن نعتبره سلك مقاومته بصفر. فنقدر كده نقول: إن قبل غلق المفتاح الدايرة كانت عبارة عن بطارية متوصّلة بمقاومة 𝑅.

فلو طبّقنا قانون أوم على الدايرة دي. واللي بيقول: إن فرق الجهد على أيّ مقاومة بيساوي التيار اللي ماشي فيها في قيمة المقاومة. ونطلّع إن القوة الدافعة الكهربية للبطارية بتساوي 𝐼 واحد في 𝑅. وبما إن 𝐼 واحد هو نفس قراءة الأميتر. فهنعوَّض مكانه بقراءة التيار اللي بيقراها الأميتر. أمَّا لمَّا نقفل المفتاح 𝑘، فالتيار في الحالة دي هيتقسّم بين المقاومتين. وبما إن قيمة المقاومتين قدّ بعض، فده معناه إن الفرعين هيمشي فيهم نفس التيار. واللي هيساوي نصّ التيار الكُلّي اللي ماشي في البطارية.

وبما إن المقاومتين 𝑅 متوصّلين على التوازي، فممكن كده نختصر الدايرة، ونعتبر إنها بطارية متوصَّلة بالمقاومة المكافأة للمقاومتين المتوصّلين على التوازي. والمقاومة المكافئة لمقاومتين متوصّلين على التوازي بتساوي حاصل ضربهم على حاصل جمعهم. ولكن في حالة إن المقاومات المتوصّلة على التوازي بتساوي بعض. فالمقاومة المكافئة بتساوي قيمة مقاومة منهم مقسومة على عددهم، اللي هو في الحالة دي هتبقى بتساوي 𝑅 على اتنين.

فلما نطبّق قانون أوم على الدايرة. هنلاقي إن القوة الدافعة الكهربية للبطارية بتساوي التيار الكُلّي اللي ماشي في الدايرة 𝐼 اتنين في المقاومة المكافئة للدايرة اللي هي 𝑅 على اتنين. وبما إن القوة الدافعة الكهربية للبطارية ثابتة قبل وبعد غلق المفتاح. فنقدر نعوَّض بقيمتها قبل غلق المفتاح. فالمعادلة كده هتبقى قراءة الأميتر قبل غلق المفتاح مضروبة في 𝑅 بتساوي التيار الكلّي اللي ماشي في الدايرة بعد غلق المفتاح في 𝑅 على اتنين. نقدر نختصر 𝑅 مع 𝑅، ونطلّع إن قيمة التيار الكلّي بعد غلق المفتاح بتساوي اتنين في قراءة الأميتر قبل غلق المفتاح. ونقدر نعوَّض بقراءة الأميتر قبل غلق المفتاح. ونطلَّع إن 𝐼 اتنين بتساوي أربعة أمبير.

وبما إن قراءة الأميتر بعد غلق المفتاح هي نصّ 𝐼 اتنين. فنقدر نقول: إنها بتساوي نصّ في أربعة أمبير. يعني بتساوي اتنين أمبير. وكده نبقى حلّينا المسألة بالطريقة التقليدية.

أمَّا بقى الطريقة التانية، هي إننا كان ممكن نحلّ المسألة في خطوة واحدة. بإننا نلاحظ إن فرق الجهد اللي على المقاومة اللي بنقيس التيار فيها هو القوة الدافعة الكهربية للبطارية. واللي مش هتتغيّر سواءً فتحنا المفتاح أو قفلناه. وده لأننا في المسألة دي بنهمل المقاومة الداخلية للبطارية. وبما إن فرق الجهد اللي على المقاومة ثابت. فالتيار اللي ماشي فيها، واللي بيقيسوا الأميتر، هيفضل ثابت. وقيمته هتبقى بتساوي اتنين أمبير.

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