فيديو السؤال: إيجاد فرق الجهد عبر مكونات متصلة على التوالي الفيزياء

نسخة الفيديو النصية

كونت طالبة دائرة كهربية كما هو موضح في الشكل. استخدمت فولتميترًا لقياس فرق الجهد عبر ‪𝑅‬‏ واحد، فوجدت أنه أربعة فولت. بعد ذلك، استخدمت فولتميترًا لقياس فرق الجهد عبر ‪𝑅‬‏ اثنين، فوجدت أنه 10 فولت. ما فرق الجهد عبر كلتا المقاومتين معًا؟

حسنًا، في هذه الدائرة، نرى أولًا أن لدينا بطارية. وهي مصدر للقوة الدافعة الكهربية. وهذا يتسبب في تحرك التيار ‪𝐼‬‏ في عكس اتجاه عقارب الساعة حول الدائرة. بعد ذلك، نلاحظ أن لدينا مقاومتين، ‪𝑅‬‏ واحد و‪𝑅‬‏ اثنين، متصلتين على التوالي في هذه الدائرة. ولدينا جهازافولتميتر ‪𝑉‬‏ واحد و‪𝑉‬‏ اثنان متصلين على التوازي مع كل مقاومة من المقاومتين. يستخدم جهازا الفولتميتر لقياس فرق جهد عبر كل مقاومة من المقاومتين على حدة.

علمنا من المعطيات أن الطالبة وجدت أن فرق الجهد عبر ‪𝑅‬‏ واحد يساوي أربعة فولت. وفرق الجهد عبر ‪𝑅‬‏ اثنين يساوي 10 فولت. بعبارة أخرى، القراءة على ‪𝑉‬‏ واحد هي أربعة فولت. والقراءة على ‪𝑉‬‏ اثنين هي 10 فولت. والمطلوب منا هو إيجاد فرق الجهد عبر كلتا المقاومتين معًا.

حسنًا، للإجابة عن ذلك، علينا أن نتذكر أن المكونات المتصلة على التوالي تتشارك فرق الجهد الكلي عبرها. بعبارة أخرى، إذا كان فرق الجهد الكلي عبر المقاومتين هو ‪𝑉‬‏ مثلًا، فسينخفض بعض من فرق الجهد عبر المقاومة الأولى. وسينخفض المقدار المتبقي عبر المقاومة الثانية. بعبارة أخرى، ما نقوله هو أن فرق الجهد الكلي عبر كلتا المقاومتين يساوي مجموع فرق الجهد عبر المقاومة الأولى وفرق الجهد عبر المقاومة الثانية.

وفي حالة إضافة مقاومات متصلة على التوالي، أي على سبيل المثال، إذا كان لدينا ‪𝑅‬‏ ثلاثة هنا، فسيكون علينا جمع فرق الجهد عبر هذه المقاومات الثلاث، بافتراض أن ‪𝑉‬‏ هو فرق الجهد الكلي عبر جميع المقاومات الثلاث معًا.

لكن هذا لا ينطبق على الحالة التي بين أيدينا. لذا لا داعي للقلق بشأن ذلك. ففي هذه الدائرة، لدينا مقاومتان فقط. وهما متصلتان على التوالي. وفرق الجهد الكلي عبر المقاومتين معًا هو ‪𝑉‬‏. إذن يمكننا القول إن ‪𝑉‬‏ يساوي أربعة فولت، وهو فرق الجهد عبر المقاومة الأولى، زائد 10 فولت، وهو فرق الجهد عبر المقاومة الثانية. أو بعبارة أخرى، ‪𝑉‬‏ يساوي 14 فولت.

وبذلك، نكون قد توصلنا إلى الإجابة النهائية للسؤال. فرق الجهد عبر كلتا المقاومتين معًا يساوي 14 فولت.