نسخة الفيديو النصية
أي العبارات الآتية يمثل الوصف الصحيح للجهد المفقود في البطارية؟ (أ) الجهد المفقود في البطارية هو فرق الجهد بين طرفيها عندما لا تنتج أي تيار. (ب) الجهد المفقود في البطارية هو جهد البطارية عندما تكون فارغة تمامًا. (ج) الجهد المفقود في البطارية هو الجهد اللازم للتغلب على مقاومتها الداخلية. (د) الجهد المفقود في البطارية هو الجهد الذي تطبقه على الدائرة الموصلة بها.
بعد أن نفرغ بعض المساحة في الجزء العلوي من الشاشة، دعونا ننظر إلى هذه البطارية التي تمثل جزءًا من دائرة كهربية بسيطة. فمن خلال وسائل كيميائية، توفر هذه البطارية فرق جهد للدائرة الكهربية. وهذا يعني أنها تجعل الجهد الكهربي في الدائرة الكهربية عند الطرف الموجب للبطارية مختلفًا عن الجهد الكهربي عند الطرف السالب للبطارية. ولإنتاج فرق الجهد هذا، يجب أن تعمل البطارية ضد بعض المقاومة الداخلية. وهذا يعني أنه لا توجد مقاومة خارجية واحدة فقط في الدائرة الكهربية الموصلة بالبطارية، بل توجد أيضًا بعض المقاومة داخل البطارية نفسها لتوليد فرق جهد.
إذا استخدمنا أداة قياس، مثل الفولتميتر أو جهاز القياس المتعدد الأغراض، لقياس فرق الجهد عبر طرفي البطارية، فسنقيس ما يسمى بالجهد الطرفي للبطارية. ويمكننا أن نرمز إليه بـ Vt. الجهد الطرفي للبطارية هو فرق الجهد الذي يؤثر على بقية الدائرة الكهربية. وعلى الرغم من ذلك، يعكس الجهد الطرفي انخفاضًا في فرق الجهد عبر البطارية بسبب ما يسمى بالجهد المفقود.
كما ذكرنا سابقًا، البطارية هي أحد مكونات الدائرة الكهربية، ولها مقاومة داخلية خاصة بها. يمكننا إذن النظر إلى البطارية على أنها خلية كهربية موصلة بمقاومة. تولد الخلية فرق جهد، وتقلل المقاومة هذا الفرق. ويسمى فرق الجهد الحقيقي الناتج عن البطارية القوة الدافعة الكهربية emf. وتتناقص القوة الدافعة الكهربية بفعل المقاومة الداخلية للبطارية، ونطلق على مقدار هذا التناقص «الجهد المفقود».
من الممكن ربط القوة الدافعة الكهربية والجهد الطرفي باستخدام إحدى المعادلات. إذا رمزنا للمقاومة الداخلية للبطارية بحرف 𝑟 صغير، فإن الجهد الطرفي، وهو الجهد عبر طرفي البطارية عند تشغيلها، يساوي القوة الدافعة الكهربية التي تولدها البطارية ناقص شدة التيار المار في الدائرة الكهربية مضروبة في المقاومة الداخلية للبطارية. حاصل ضرب 𝐼 في 𝑟 يساوي الجهد المفقود في البطارية. وكما ذكر في الخيار (ج)، فهو الجهد اللازم للتغلب على المقاومة الداخلية للبطارية.
إذن، يبدو أن الخيار (ج) هو الإجابة الصحيحة. أما الخيار (د)، الذي يوضح أن الجهد المفقود في البطارية هو الجهد الذي تطبقه على الدائرة الموصلة بها، هو إجابة غير صحيحة، لأننا نعلم أن هذا الجهد هو في الواقع الجهد الطرفي، Vt، للبطارية. وبالنظر إلى الخيار (ب)، نجد أنه يشير إلى جهد البطارية عندما تكون فارغة تمامًا الذي يساوي حينها صفر فولت. ولكن هذا ليس ما نعنيه عندما نتحدث عن الجهد المفقود في البطارية. وبالنظر إلى الخيار (أ)، حتى إذا فصلنا بطارية عن دائرة كهربية ثم قسنا فرق الجهد عبر طرفيها، فهذا سيعطينا فقط الجهد الطرفي، Vt، للبطارية. إذن الخيار (أ) ليس الإجابة الصحيحة أيضًا.
لقد تأكدنا من أن الخيار (ج) هو الإجابة الصحيحة. الجهد المفقود في البطارية هو الجهد اللازم للتغلب على مقاومتها الداخلية.
