فيديو السؤال: تحديد إذا ما كان الأميتر الحراري يستخدم تدريجًا خطيًّا أم لا الفيزياء

في الصورة الآتية لأميتر حراري، هل الزيادة في شدة التيار المشار إليها بتحرك مؤشر الأميتر من ‪A‬‏ إلى ‪B‬‏ تساوي الزيادة في شدة التيار المشار إليها بتحرك مؤشر الأميتر من ‪B‬‏ إلى ‪C‬‏؟ طول السهم من ‪A‬‏ إلى ‪B‬‏ يساوي طول السهم من ‪B‬‏ إلى ‪C‬‏.

٠٢:٤١

‏نسخة الفيديو النصية

في الصورة الآتية لأميتر حراري، هل الزيادة في شدة التيار المشار إليها بتحرك مؤشر الأميتر من ‪A‬‏ إلى ‪B‬‏ تساوي الزيادة في شدة التيار المشار إليها بتحرك مؤشر الأميتر من ‪B‬‏ إلى ‪C‬‏؟ طول السهم من ‪A‬‏ إلى ‪B‬‏ يساوي طول السهم من ‪B‬‏ إلى ‪C‬‏.

دعونا نتذكر أن تدريج الأميتر الحراري غير خطي، مما يعني أنه عند قراءة تدريج الأميتر الحراري لمعرفة قيمة شدة التيار، فإن التغيرات المتساوية في المسافة ستشير إلى تغيرات غير متساوية في قيمة شدة التيار. ويرجع ذلك إلى أن العلاقة بين شدة التيار والمسافة التي يتحركها المؤشر غير خطية. وعلى وجه التحديد، تتناسب حركة المؤشر طرديًّا مع مربع شدة التيار. وهذا يعني أن المؤشر لا بد أن يتحرك مسافة أكبر لإعطاء الزيادة نفسها في شدة التيار كل مرة.

بما أن السؤال يخبرنا بأن طول السهم من ‪A‬‏ إلى ‪B‬‏ يساوي طول السهم من ‪B‬‏ إلى ‪C‬‏، والسهم من ‪B‬‏ إلى ‪C‬‏ يقع تاليًا في تدريج الأميتر الحراري، فلا بد أن هذا يعني أن المسافة بين ‪A‬‏ و‪B‬‏ تشير إلى تغير أكبر في شدة التيار مقارنة بالمسافة من ‪B‬‏ إلى ‪C‬‏؛ أي إن الإجابة هي: لا؛ فالزيادة في شدة التيار بين المسافتين المختلفتين ليست متساوية.

لكن ما السبب في ذلك؟ فمعظم الأميترات الأخرى ليس لها هذا التدريج غير الخطي الغريب؟ تتعلق الإجابة عن هذا السؤال بالجزء «الحراري» من هذا الأميتر الحراري. عند مرور تيار عبر السلك الساخن، تتسبب حركة الشحنة الكهربية في زيادة درجة حرارة السلك الساخن. نمثل هذه الحرارة بالمتغير ‪𝑄‬‏. يتضح أن هذه الحرارة الناتجة تتناسب طرديًّا مع مربع شدة التيار المار في هذا السلك الساخن.

هذا يعني أنه إذا ضاعفنا شدة التيار، فستتضاعف درجة الحرارة في السلك إلى أربعة أمثال قيمتها. جميع الآليات الموجودة في الأميتر الحراري؛ أي البكرة والزنبرك والخيط والسلك الساخن نفسه، تستخدم تمدد معدن هذا السلك الساخن، الذي يحدث عند تسخينه، مما يسبب حركة المؤشر، وهذا يعني بالأساس أن حركة هذا المؤشر تتناسب طرديًّا مع الحرارة المتولدة في السلك الساخن ‪𝑄‬‏؛ ولهذا السبب تتناسب حركة المؤشر طرديًّا مع مربع شدة التيار المار في السلك.

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