فيديو الدرس: الأميتر العلوم

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نستخدم الأميتر في الدوائر الكهربية لقياس شدة التيار المار خلال أحد مكونات الدائرة.

١٥:٣٤

‏نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نستخدم الأميتر في الدوائر الكهربية لقياس شدة التيار المار خلال أحد مكونات الدائرة.

الأميتر جهاز يستخدم لقياس شدة التيار الكهربي في الدوائر الكهربية. ويبدو غالبًا كصندوق به مؤشر في الجهة الأمامية وطرفان يمكن توصيل الأسلاك بهما لتوصيل الأميتر بالدائرة الكهربية. قد نرى أحيانًا أميترًا رقميًّا، وهو يبدو مشابهًا لهذا الأميتر من عدة جوانب؛ فهو يحتوي مثلًا على طرفين. ولكن بدلًا من المؤشر، يحتوي هذا الأميتر على شاشة رقمية تعرض قراءته. إلا أنه في كلتا الحالتين، يدل حرف ‪A‬‏ الكبير على أننا نستخدم الأميتر وليس أي جهاز آخر.

نستخدم الأميتر عن طريق توصيله بدائرة كهربية. على سبيل المثال، يمكننا أن نرى هنا دائرة كهربية تتكون من بطارية ومصباح وأميتر. ونلاحظ على الفور أن المؤشر الوردي اللون قد تحرك إلى موضع جديد. وهذا المؤشر يوضح لنا أن شدة التيار في الدائرة تساوي خمسة أمبير. ومن ثم إذا كنا نجري تجربة باستخدام هذا الأميتر، فسنقول إن شدة التيار في الدائرة، وفقًا لقياس الأميتر، تساوي خمسة أمبير. تذكر أن وحدة قياس شدة التيار الكهربي هي الأمبير.

من المهم للغاية ملاحظة أنه يجب توصيل الأميتر على التوالي بالمكونات الأخرى التي نحاول قياس شدة التيار المار خلالها. لكي نفهم ما نعنيه بذلك، دعونا ننظر إلى التيار المار خلال الدائرة الكهربية التي رسمناها هنا. سنفكر في التيار الذي يبدأ عند الطرف الموجب من البطارية. تتدفق الشحنة عكس اتجاه عقارب الساعة، وتمر عبر المصباح فتضيئه، ثم تستمر في التدفق عكس اتجاه عقارب الساعة عبر الأميتر لتخرج من الجهة المقابلة ثم تعود حتى تصل إلى الطرف السالب من البطارية.

في هذه الدائرة الكهربية، الأميتر موصل بالفعل على التوالي بالبطارية والمصباح لأن كل الشحنة المتدفقة عبر المصباح، مثلًا، ينتهي بها الحال إلى التدفق عبر الأميتر أيضًا. ومن ثم فإن الأميتر ليس موصلًا، على سبيل المثال، بفرع منفصل من الدائرة. بل إنه موصل بالفرع نفسه.

لكي نفهم ذلك بشكل أوضح، دعونا نتناول مخططات الدائرة الكهربية. سنبدأ بتذكر أن هذا هو رمز البطارية في الدائرة الكهربية. يبدو كعدة خلايًا متصلة معًا مع وجود بعض النقاط في المنتصف. بعد ذلك يمكننا رسم السلك الذي يصل البطارية بالمصباح، وهو قطعة السلك هذه الموجودة في الدائرة، وهنا يمكننا تذكر أن هذا هو رمز المصباح في الدائرة الكهربية. وهو دائرة مرسوم داخلها خطان متقاطعان. وأخيرًا، نكمل مخطط الدائرة بإضافة الأميتر، وهنا نرى أن رمز الأميتر في الدائرة الكهربية هو دائرة داخلها الحرف ‪A‬‏ الكبير.

وهكذا يمكننا هنا أيضًا تتبع حركة الشحنة المارة خلال الدائرة في هذا المخطط. بعبارة أخرى، يمكننا النظر إلى التيار المار خلال الدائرة. نبدأ من الطرف الموجب للبطارية، حيث تتدفق الشحنة مرة أخرى عكس اتجاه عقارب الساعة مرورًا بالمصباح، فتضيئه، ثم تستمر في التدفق عكس اتجاه عقارب الساعة مرورًا بالأميتر ثم تعود حتى تصل إلى الطرف السالب للبطارية. نلاحظ هنا أن كل الشحنة المارة عبر البطارية والمصباح ينتهي بها الحال بالمرور عبر الأميتر، وهذا ما يجعلنا نقول بثقة إن هذا الأميتر موصل على التوالي.

لكن إذا أوصلنا الأميتر بدائرة كهذه، مثلًا، فسنرى أنه بمجرد وصول التيار إلى هذه النقطة هنا، لا بد أن ينقسم. فيذهب بعضه في هذا الاتجاه، ويذهب البعض الآخر في هذا الاتجاه نحو الأميتر. يمكننا حينئذ القول إن الأميتر موصل بالمصباح على التوازي وليس على التوالي. وفي هذه الحالة، لن يعمل الأميتر لأنه ليس موصلًا بالشكل الصحيح. إذن، لكي يعمل الأميتر بالشكل الصحيح، يجب أن يكون موصلًا على التوالي.

ثمة شيء آخر من الضروري ملاحظته، وهو أن الأميتر قد يبدو في كثير من الأحيان مشابهًا للغاية لبعض الأجهزة الأخرى. أكثر جهاز يشبهه هو الفولتميتر. فالفولتميتر يمكن أن يشبهه للغاية من عدة أوجه، مثل وجود المؤشر والطرفين الملونين بالألوان نفسها. بل أحيانًا يكون الاختلاف الوحيد الواضح بينهما هو أن الفولتميتر يحتوي على حرف ‪V‬‏ في الجهة الأمامية، بينما يحتوي الأميتر على حرف ‪A‬‏. لذا من الضروري ألا نخلط بين الأميتر والفولتميتر. فهما يؤديان وظيفتين مختلفتين تمامًا.

يستخدم الفولتميتر لقياس الجهد الكهربي عبر أحد مكونات الدائرة الكهربية، في حين يستخدم الأميتر لقياس شدة التيار المار عبر أحد هذه المكونات. والفولتميتر يجب أن يكون موصلًا على التوازي، وإلا فلن يعمل بشكل صحيح، بينما يجب توصيل الأميتر على التوالي كما رأينا. ومن ثم، إذا كنا سنستخدم الأميتر، فمن الضروري أن نبحث عن الحرف ‪A‬‏ في جهته الأمامية.

بعد أن عرفنا بعض المعلومات عن الأميتر، دعونا نلق نظرة على بعض الأسئلة لمساعدتنا في فهم الموضوع بصورة أفضل.

يوضح الشكل دائرة كهربية. كم أميترًا في الدائرة؟

حسنًا، يوضح هذا الشكل دائرة كهربية بها الكثير من المكونات. في الواقع، تحتوي هذه الدائرة على واحد، اثنين، ثلاثة، أربعة، خمسة، ستة، سبعة، ثمانية مكونات. وهذا عدد كبير. لكن السؤال يطلب منا إيجاد عدد الأميترات الموجودة في هذه الدائرة الكهربية. للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نبدأ بتذكر أن رمز الأميتر في الدائرة الكهربية هو دائرة داخلها الحرف ‪A‬‏ الكبير. وبإعادة النظر إلى الدائرة التي لدينا، يمكننا أن نرى أميترًا هنا، وآخر هنا. وجميع المكونات الأخرى ليست أميترات؛ فلدينا هنا خلية، وهنا مصباح، وهنا مفتاح مفتوح، وهنا مصباح آخر، ومصباح ثالث، ومفتاح مغلق. وبناء عليه، نجيب عن السؤال بأنه يوجد جهازا أميتر في الدائرة الكهربية.

لنتناول الآن مثالًا آخر.

يوضح كل شكل من الأشكال الآتية دائرة كهربية تحتوي على خلية ومصباح وأميتر. ما الشكل الذي يوضح كيف يجب توصيل الأميتر بالدائرة لقياس شدة التيار المار في الدائرة؟

حسنًا، لكي نجيب عن هذا السؤال، علينا أولًا تذكر أن الأميتر يستخدم لقياس شدة التيار المار في الدائرة الكهربية. إلا أنه يجب توصيله بطريقة محددة بدقة في الدائرة لكي يعمل. تشير المعطيات إلى أن كل شكل من أشكال الدائرة هذه (أ) و(ب) و(ج) و(د) يوضح خلية ومصباحًا وأميترًا. نتذكر هنا أن رمز الخلية في الدائرة الكهربية يبدو هكذا؛ خط قصير لتمثيل الطرف السالب للخلية، وخط طويل لتمثيل طرفها الموجب. أما المصباح، فيرسم على هذا النحو؛ دائرة بداخلها خطان متقاطعان. ويرسم الأميتر بهذه الطريقة؛ دائرة بداخلها الحرف ‪A‬‏ الكبير. ونرى أن كل شكل من هذه الأشكال يحتوي على خلية ومصباح وأميتر.

والآن علينا تذكر أيضًا أنه لكي يعمل الأميتر، يجب أن يكون موصلًا بالدائرة على التوالي. إذن لننظر إلى كل دائرة لدينا ونرى ما إذا كان الأميتر موصلًا على التوالي أم لا. لنبدأ بالدائرة (أ). يمكننا تصور الشحنات وهي تتدفق من الطرف الموجب للخلية. بعبارة أخرى، نفكر في التيار المار خلال الدائرة. في هذه الحالة تحديدًا، بمجرد الوصول إلى هذه النقطة، يجب أن تذهب بعض الشحنات في هذا الاتجاه، بينما يذهب البعض الآخر في هذا الاتجاه. بعد ذلك نرى الأميتر موصلًا بأحد هذه الفروع. لذا، يمكننا القول إن الأميتر ليس موصلًا على التوالي في هذه الدائرة الكهربية.

ثمة مشكلة أخرى هنا، وهي أن هذه الدائرة ليست كاملة من الأساس. فيمكننا ملاحظة أن طرف هذا السلك ليس موصلًا بأي شيء؛ فهو متروك هكذا. ومن ثم يمكننا القول قطعًا إن الدائرة (أ) لا توضح الطريقة الصحيحة لتوصيل الأميتر من أجل قياس شدة التيار المار في الدائرة.

بالانتقال إلى الدائرة (ب)، يمكننا أيضًا البدء من الطرف الموجب للخلية والتفكير في الشحنات المتدفقة في هذا الاتجاه. نلاحظ هنا أن كل التيار يمر بالفعل عبر الأميتر ثم عبر المصباح قبل أن يكمل دورته في اتجاه عقارب الساعة ليصل إلى الطرف السالب من الخلية. وبذلك نكون قد مررنا بالدائرة بالكامل، ومر كل التيار عبر الأميتر. ومن ثم، فهو موصل بالفعل على التوالي. إذن، فالخيار (ب) يمكن أن يكون الجواب الصحيح.

بالانتقال إلى الخيار (ج)، يمكننا البدء مرة أخرى من الطرف الموجب للخلية، والسير هكذا في اتجاه عقارب الساعة. ويمكننا أن نرى أن التيار يمر بالكامل عبر المصباح. لكن بمجرد أن نصل إلى هذه النقطة، يجب أن ينقسم التيار. فيذهب بعضه في هذا الاتجاه، بينما يذهب الباقي في هذا الاتجاه. بعد ذلك يمكننا أن نرى أن الأميتر موصل هنا أيضًا بأحد الفروع. علاوة على ذلك، نواجه المشكلة نفسها التي واجهناها في الدائرة (أ). فالدائرة ليست مكتملة في الواقع. هذا الطرف من السلك ليس موصلًا بأي شيء. إذن، نظرًا لأن الأميتر ليس موصلًا بالشكل الصحيح في الدائرة (ج) ولأنها أيضًا دائرة غير مكتملة، يمكننا القول إن هذا الخيار ليس الإجابة الصحيحة.

وأخيرًا بالانتقال إلى الدائرة (د)، نبدأ مجددًا من الطرف الموجب، ونسير في اتجاه عقارب الساعة حتى نصل إلى هذه النقطة هنا. بالوصول إلى هذه المرحلة، كان بإمكاننا القول إن الأميتر موصل على التوازي على الأقل لو كانت الدائرة مكتملة، على سبيل المثال لو كان لدينا سلك يبدو كهذا الخط المتقطع. وفي هذه الحالة على الأقل، سيكون الأميتر موصلًا على التوازي بالدائرة، وستكون الدائرة مكتملة. لكن هذا أيضًا لا يعني أن الأميتر يؤدي وظيفته؛ لأنه يجب أن يكون موصلًا على التوالي. في الحقيقة، في هذه الدائرة الموضحة، لا الأميتر موصل على التوالي ولا الدائرة مكتملة. ومن ثم فالخيار (د) ليس صحيحًا أيضًا. وبذلك يمكننا القول إن الخيار (ب) يوضح كيفية توصيل الأميتر بالشكل الصحيح لقياس شدة التيار المار في الدائرة الكهربية.

بعد تناول بعض الأسئلة التدريبية، دعونا الآن نلخص ما تحدثنا عنه في هذا الدرس. في هذا الفيديو، رأينا أولًا أن الأميتر يستخدم لقياس شدة التيار الكهربي المار في الدوائر الكهربية. وعرفنا أن الأميتر في مخطط الدائرة الكهربية يمثل بدائرة داخلها الحرف ‪A‬‏ الكبير. ثالثًا، رأينا أنه يجب توصيل الأميتر على التوالي لكي يقيس شدة التيار المار في الدائرة الكهربية بشكل صحيح. وأخيرًا، عرفنا أنه على أرض الواقع يمكن للأميتر أن يشبه أجهزة أخرى. أحد أكثر الأمثلة شيوعًا على ذلك هو الفولتميتر. لكن من السهل تمييز الأميتر من خلال حرف ‪A‬‏ الموجود في جهته الأمامية. هذا هو ملخص درس الأميتر.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.