فيديو السؤال: تحديد تأثير تغيير قيمة مقاومة متغيرة على قراءة الأميتر الفيزياء

نسخة الفيديو النصية

لدينا الدائرة الكهربية الآتية. عند تغيير قيمة ‪𝑅𝑣‬‏، أي التمثيلات البيانية الآتية يمثل العلاقة بين ‪𝑅𝑣‬‏ وقراءة الأميتر؟ أ، ب، ج، د.

في هذه الدائرة الكهربية، لدينا بطارية ومقاومة متغيرة. تنتج البطارية فرق جهد عبر المقاومة المتغيرة، وينتج فرق الجهد هذا تيارًا في المقاومة المتغيرة. نلاحظ أيضًا أنه تم توصيل أميتر وفولتميتر باعتبارهما جزئين من الدائرة الكهربية. يستخدم الأميتر لقياس شدة التيار في الدائرة الكهربية، ويستخدم الفولتميتر لقياس فرق الجهد عبر المقاومة.

لتحديد كيف تتغير شدة التيار عندما تتغير قيمة المقاومة، سنحتاج إلى استخدام قانون أوم. تذكر أن قانون أوم ينص على أنه بالنسبة إلى نقطتين في دائرة كهربية، فإن فرق الجهد بين النقطتين يساوي شدة التيار بينهما مضروبة في مقاومة الجسم الموجود بين النقطتين. يمكن كتابة قانون أوم على صورة معادلة، وهي ‪𝑉‬‏ يساوي ‪𝐼𝑅‬‏، حيث ‪𝑉‬‏ يشير إلى فرق الجهد عبر المقاومة، و‪𝐼‬‏ تشير إلى شدة التيار عبر المقاومة، و‪𝑅‬‏ تشير إلى قيمة المقاومة.

لإيجاد العلاقة بين المقاومة وشدة التيار، يمكننا جعل ‪𝑅‬‏ في طرف بمفردها. يمكننا فعل ذلك بقسمة طرفي المعادلة على شدة التيار. هذا يعطينا المعادلة الآتية: المقاومة ‪𝑅‬‏ تساوي فرق الجهد مقسومًا على شدة التيار. وبما أن فرق الجهد ‪𝑉‬‏ الناتج عن البطارية سيظل كما هو، فهذا يعني أن المقاومة ‪𝑅‬‏ تتناسب عكسيًّا مع شدة التيار ‪𝐼‬‏. لذا عند زيادة قيمة المقاومة المتغيرة، تقل شدة التيار.

الآن، يمكننا النظر إلى التمثيلات البيانية وتحديد أي من هذه التمثيلات البيانية يمثل بشكل صحيح علاقة التناسب العكسي بين ‪𝑅‬‏ وشدة التيار ‪𝐼‬‏. يوضح الخيار ب علاقة تربيعية بين شدة التيار والمقاومة. فهو يوضح أنه مع زيادة المقاومة، تزداد شدة التيار، وهذا غير صحيح. إذن هذا التمثيل البياني غير صحيح. يوضح الخيار ج أن شدة التيار تظل ثابتة عند زيادة المقاومة، وهذا غير صحيح. إذن هذا التمثيل البياني غير صحيح.

يوضح الخيار د علاقة خطية بين شدة التيار والمقاومة. فهو يوضح أنه مع زيادة المقاومة تزداد شدة التيار، وهذا غير صحيح أيضًا. إذن هذا التمثيل البياني غير صحيح. وبذلك يتبقى لدينا الخيار أ. يوضح هذا التمثيل البياني أن المقاومة تتناسب عكسيًّا مع شدة التيار.

إذن الخيار أ هو الإجابة الصحيحة. يمثل التمثيل البياني أ العلاقة بين ‪𝑅𝑣‬‏ وقراءة الأميتر بشكل صحيح عند تغير قيمة ‪𝑅𝑣‬‏.