نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل دائرة كهربية تحتوي على بطارية ومصباح. مقدار الشحنة المتدفقة عبر النقطة ﺃ خلال ثانية واحدة يساوي ١٢ كولوم. إذا زاد مقدار الشحنة المتدفقة عبر النقطة ﺃ خلال ثانية واحدة إلى الضعف، فبأي معامل تتغير شدة التيار المار في الدائرة؟
بما أننا نتحدث هنا عن شدة التيار الكهربي، فلنبدأ بتذكر تعريفها وكيفية قياسها. شدة التيار الكهربي هي معدل تدفق الشحنة الكهربية. وفي الدائرة الكهربية، تقيس شدة التيار مقدار الشحنة المتدفقة عبر نقطة في الدائرة خلال ثانية واحدة. في هذه الدائرة الكهربية، علمنا من السؤال أن شحنة مقدارها ١٢ كولوم تتدفق عبر النقطة ﺃ كل ثانية. لكن ما نريد التركيز عليه هو ما يلي. إذا ضاعفنا مقدار الشحنة المتدفقة عبر النقطة ﺃ خلال ثانية واحدة، كيف ستتأثر شدة التيار المار في الدائرة الكهربية؟ على وجه التحديد، بأي معامل تتغير قيمة شدة التيار؟
تذكر أنه عندما نقول معاملًا هنا، فإننا نعني ببساطة عددًا يضرب في عدد آخر. على سبيل المثال، إذا ضاعفنا مقدار الشحنة المتدفقة عبر النقطة ﺃ، فإننا نضرب الشحنة المتدفقة عبر النقطة ﺃ في المعامل اثنين. لكن دون إجراء أي عمليات حسابية، قد نلاحظ أنه يمكن إيجاد إجابة هذا السؤال في تعريف شدة التيار الكهربي. شدة التيار هي مقدار الشحنة المتدفقة عبر نقطة ما في الثانية الواحدة. لذا، إذا ضاعفنا مقدار الشحنة المتدفقة عبر نقطة ما في الثانية الواحدة، وهو ما يماثل شدة التيار، فمن المنطقي أن نضاعف شدة التيار نفسها. وهذا دليل قوي على أن الإجابة هي اثنان.
ولكن، لكي نكون أكثر ثقة في إجابتنا، يمكننا تناول العلاقة الرياضية بين مقدار الشحنة وشدة التيار. دعونا نتذكر صيغة شدة التيار الكهربي، وهي ﺕ تساوي ﻙ مقسومًا على ﺯ؛ حيث ﺕ شدة التيار، وﻙ مقدار الشحنة، وﺯ الزمن. في هذا السؤال، نفكر في ضرب مقدار الشحنة ﻙ في اثنين، ونتساءل كيف سيؤثر ذلك على شدة التيار ﺕ. لكن لاحظ أن قيمة الزمن ﺯ تظل كما هي؛ فهي لا تتغير. وفي كلتا الحالتين، سواء ضاعفنا مقدار الشحنة أو لا، فإننا نقيس فقط مقدار الشحنة المتدفقة عبر النقطة ﺃ في الثانية الواحدة. إذن، لدينا كسر.
إذا ضاعفنا البسط وتركنا المقام كما هو، فكيف ستتأثر القيمة الكلية للكسر؟ نعم، سوف تتضاعف. ومن ثم، إذا ضاعفنا مقدار الشحنة التي تمر عبر الدائرة الكهربية في الثانية، فإننا نضاعف قيمة شدة التيار المار في الدائرة. كل ما علينا فعله الآن هو تذكر أن مضاعفة شدة التيار تعني ضربها في المعامل اثنين.
إذن، باستخدام فهمنا لشدة التيار الكهربي، عرفنا أنه إذا زاد مقدار الشحنة المتدفقة عبر النقطة ﺃ خلال ثانية واحدة إلى الضعف؛ فإن شدة التيار في الدائرة ستتغير بمعامل مقداره اثنان.
