فيديو السؤال: المقارنة بين شدة التيار التي يقيسها أميتر مكون بطريقة غير صحيحة وشدة التيار الفعلية الفيزياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

وصل جلفانومتر ومقاومة على التوالي في محاولة غير صحيحة لتكوين أميتر. أي من الآتي يشرح تأثير توصيل المقاومة على التوالي؟ أ: أقصى شدة تيار يمكن قياسها بواسطة الأميتر أقل من أقصى شدة تيار يمكن قياسها بواسطة الجلفانومتر. ب: شدة التيار التي قاسها الأميتر أكبر من شدة التيار الفعلية. ج: شدة التيار التي قاسها الأميتر أقل من شدة التيار الفعلية.

في هذا السؤال، نعلم أن جلفانومترًا ومقاومة موصلان على التوالي. باستخدام رموز الدوائر الكهربية، سيبدو ذلك على هذا النحو. نعلم من معطيات السؤال أن طريقة التوصيل هذه محاولة غير صحيحة لتكوين أميتر من هذين المكونين. علينا أن نحدد أي خيار من خيارات الإجابة يشرح ما يحدث عند توصيل الجلفانومتر والمقاومة بهذه الطريقة. أول ما يمكننا ملاحظته هو أن الخيارات تتحدث عن أميتر، وهذا المصطلح يصف توصيل المكونين بهذه الطريقة. نعلم من المعطيات أن توصيل هذين المكونين بهذه الطريقة لتكوين أميتر غير صحيح. لكننا، بصورة مؤقتة، سنفكر في الأميتر باعتباره جلفانومترًا ومقاومة موصلين على التوالي.

ما نسميه أميترًا، الموضح هنا داخل المربع البرتقالي اللون، جزء من دائرة أكبر. سنفترض أن هذه الدائرة تتكون من مصدر للجهد ومقاومة. في هذه الدائرة الموصلة على التوالي، توجد شدة تيار سنسميها ‪I‬‏، للتيار الذي يمر في الدائرة بالكامل. الغرض من الأميتر هو قياس شدة التيار هذه. عند هذه المرحلة، دعونا نتذكر أن الطريقة الصحيحة لتوصيل المقاومة والجلفانومتر؛ بحيث يكونان أميترًا، هي توصيلهما على التوازي كما هو موضح. يرجع السبب في اختيار طريقة التوصيل هذه إلى أن مقياس الجلفانومتر صغير نسبيًّا. ما نعنيه بذلك هو أنه إذا كانت هذه شاشة الجلفانومتر، فكل ما نحتاج إليه شدة تيار صغيرة نسبيًّا لينحرف المؤشر إلى أقصى تدريج للجلفانومتر.

أي تيار شدته أكبر من ذلك لن يتمكن الجلفانومتر من قياسه بدقة. يمكننا التغلب على هذه المشكلة المتمثلة في صغر مدى قياس الجلفانومتر بتوصيل الجلفانومتر على التوازي مع مقاومة قيمتها منخفضة نسبيًّا. بهذه الطريقة، يمر معظم التيار المار في الدائرة عبر الفرع الذي يحتوي على المقاومة، بدلًا من الفرع الذي يحتوي على الجلفانومتر. ومن ثم، لا نتجاوز قدرة قياس الجلفانومتر. ولكن عندما نوصل جلفانومترًا على التوالي مع مقاومة، لن يحول ذلك دون تجاوز مدى قياس الجلفانومتر.

حتى بالنسبة للقيم المعتادة لشدة التيار ‪𝐼‬‏ في الدائرة، قد نرى قراءة كهذه على شاشة الجلفانومتر، تشير إلى احتمال أن تكون شدة التيار في الدائرة الكهربية أكبر من قدرته على قياسها. في هذه الحالة، نسمي قراءة الجلفانومتر هذه شدة التيار التي قاسها الأميتر. وكما لاحظنا، من المرجح ألا تكون هذه القراءة شدة التيار الفعلية التي تمر في الدائرة الكهربية، بل أقصى شدة تيار يمكن للجلفانومتر قياسها. يعبر الخيار ج عن هذا الوضع؛ إذ إن شدة التيار التي قاسها الأميتر، وهو هذا التيار في هذه الحالة، أقل من شدة التيار الفعلية في الدائرة الكهربية.

ينص الخيار أ على أن أقصى شدة تيار يمكن قياسها بواسطة الأميتر، ونقصد بالأميتر كما ذكرنا الجلفانومتر والمقاومة الموصلين على التوالي، أقل من أقصى شدة تيار يمكن قياسها بواسطة الجلفانومتر. بناء على الرسم التوضيحي، نلاحظ أن هاتين القيمتين متماثلتان في الواقع. إذن، الإجابة ليست أ. ينص الخيار ب على أن شدة التيار التي قاسها الأميتر، ومرة أخرى نقصد بذلك الجلفانومتر والمقاومة الموصلين على التوالي، أكبر من شدة التيار الفعلية. ولكننا لاحظنا أن الجلفانومتر بهذا الترتيب يشير إلى شدة تيار أقل من شدة التيار المار في الدائرة الكهربية، وليست أكبر.

إذن، الإجابة الصحيحة هي الخيار ج. عند توصيل جلفانومتر ومقاومة على التوالي لتكوين أميتر، تكون شدة التيار التي قاسها الأميتر أقل من شدة التيار الفعلية.