فيديو السؤال: استخدام قانون كيرشوف الثاني لحساب فرق الجهد في دائرة توال | نجوى فيديو السؤال: استخدام قانون كيرشوف الثاني لحساب فرق الجهد في دائرة توال | نجوى

فيديو السؤال: استخدام قانون كيرشوف الثاني لحساب فرق الجهد في دائرة توال الفيزياء • الصف الثالث الثانوي

انضم إلى نجوى كلاسيز

شارك في حصص الفيزياء المباشرة على نجوى كلاسيز وتعلم المزيد حول هذا الدرس من أحد مدرسينا الخبراء!

مقدار الانخفاض في الجهد عبر المقاومة في الدائرة الكهربية الموضحة يساوي ‪12 V‬‏. الجهد الطرفي لإحدى البطاريتين اللتين تزودان الدائرة بالقدرة يساوي ‪5.5 V‬‏. أوجد الجهد الطرفي ‪𝑉‬‏ للبطارية الأخرى التي تزود الدائرة الكهربية بالقدرة.

٠٦:٢٤

نسخة الفيديو النصية

مقدار الانخفاض في الجهد عبر المقاومة في الدائرة الكهربية الموضحة يساوي 12 فولت. الجهد الطرفي لإحدى البطاريتين اللتين تزودان الدائرة بالقدرة يساوي 5.5 فولت. أوجد الجهد الطرفي ‪𝑉‬‏ للبطارية الأخرى التي تزود الدائرة الكهربية بالقدرة.

في هذا السؤال، لدينا دائرة كهربية تحتوي على ثلاثة مكونات: مقاومة وبطاريتين. نعلم من السؤال أن مقدار الانخفاض في الجهد عبر المقاومة يساوي 12 فولت، كما هو موضح في الشكل. نعلم من السؤال أيضًا أن الجهد الطرفي لإحدى البطاريتين يساوي 5.5 فولت، كما هو موضح أيضًا في الشكل. المطلوب منا في السؤال إيجاد الجهد الطرفي للبطارية الأخرى التي تزود الدائرة بالقدرة. وهذا هو فرق الجهد عبر هذه البطارية الأخرى، ويرمز إليه بحرف ‪𝑉‬‏.

للإجابة عن هذا السؤال، سنستخدم قانون كيرشوف الثاني. ونعلم منه أن مجموع فروق الجهد عبر مكونات مسار مغلق في الدائرة الكهربية يساوي صفرًا. وهذا يعني أنه إذا كان لدينا ‪𝑁‬‏ من المكونات في الدائرة، فإن مجموع فروق الجهد عبر كل من هذه المكونات يساوي صفرًا. لدينا في هذا السؤال ثلاثة مكونات. إذن، نحن نعلم أن مجموع فروق الجهد عبر كل من هذه المكونات الثلاثة لا بد أن يساوي صفر فولت.

لكن من المهم معرفة الاتجاه الذي نتحرك فيه حول هذا المسار. على سبيل المثال، إذا تحركنا حول المسار، ومررنا ببطارية طرفها الموجب على اليمين وطرفها السالب على اليسار، فإذا تحركنا عبر البطارية من اليسار إلى اليمين، فهذا يمثل زيادة في الجهد؛ لأننا تحركنا من الطرف السالب إلى الطرف الموجب. لكن إذا تحركنا من اليمين إلى اليسار، فهذا يمثل انخفاضًا في الجهد؛ لأننا تحركنا من الطرف الموجب إلى الطرف السالب. يحدث شيء مشابه مع المقاومة. إذا كانت لدينا مقاومة مقدار الانخفاض في الجهد عبرها يساوي ‪𝑉𝑅‬‏، فإن هذا سيمثل انخفاضًا في الجهد في أحد الاتجاهين، وسيمثل زيادة في الجهد في الاتجاه الآخر. ولكننا لا نعرف الاتجاه.

الآن، دعونا نتناول كيف نطبق قانون كيرشوف الثاني على الدائرة الكهربية في هذا السؤال. بدءًا من هذه النقطة هنا، وبالتحرك حول الدائرة في اتجاه دوران عقارب الساعة، يكون أول مكون نصل إليه هو البطارية التي جهدها الطرفي يساوي 5.5 فولت. وبينما نتحرك عبرها، ننتقل من الطرف الموجب إلى السالب. إذن، فإن فرق الجهد في الحسابات التي نجريها يساوي سالب 5.5 فولت. بعد ذلك نستمر في التحرك حول مسار الدائرة حتى نصل إلى البطارية التي جهدها الطرفي مجهول. هذه المرة نتحرك عبر البطارية من طرفها السالب إلى طرفها الموجب؛ ولذا فإن فرق جهد البطارية في الحسابات التي نجريها يساوي موجب ‪𝑉‬‏. بعد ذلك نستمر في التحرك حول المسار حتى نصل إلى المقاومة.

بينما نتحرك عبر المقاومة في هذا الاتجاه، فإننا لا نعرف إذا ما كان هذا بمثابة زيادة أو انخفاض في الجهد. لذا سنكتب البديلين مؤقتًا. وأخيرًا: نستمر حتى نكمل المسار. ولأننا أكملنا المسار، فإننا نعرف أن مجموع فروق الجهد هذه يجب أن يساوي صفر فولت. إذن، أصبحت لدينا معادلتان، لكن إحداهما فقط صحيحة. ما علينا أن نفعله الآن هو حل كل منهما؛ لنكتشف أيهما صحيحة.

دعونا نفرغ بعض المساحة على اليمين، ولنبدأ بالمعادلة الأولى. سالب 5.5 فولت زائد ‪𝑉‬‏ زائد 12 فولت يساوي صفر فولت. الخطوة الأولى هي أن سالب 5.5 زائد 12 فولت يساوي 6.5 فولت؛ وعليه فإن 6.5 فولت زائد ‪𝑉‬‏ يساوي صفر فولت. بطرح 6.5 فولت من الطرفين، نجد أن سالب 6.5 فولت يحذف مع موجب 6.5 فولت على اليسار، وصفر فولت ناقص 6.5 فولت يساوي سالب 6.5 فولت. إذن، فإن هذه المعادلة الأولى تعطينا قيمة لـ ‪𝑉‬‏ تساوي سالب 6.5 فولت، وسنكتب ملاحظة بهذا هنا.

بعد ذلك، ننتقل إلى المعادلة الثانية. سالب 5.5 فولت زائد ‪𝑉‬‏ ناقص 12 فولت يساوي صفر فولت. يمكننا تبسيط الطرف الأيسر بملاحظة أن سالب 5.5 فولت ناقص 12 فولت يساوي سالب 17.5 فولت. إذن، فإن سالب 17.5 فولت زائد ‪𝑉‬‏ يساوي صفر فولت. هذه المرة نضيف 17.5 فولت إلى الطرفين، ونجد أن 17.5 فولت يحذف مع سالب 17.5 فولت على اليسار، وصفر فولت زائد 17.5 فولت يساوي فقط 17.5 فولت. إذن، تعطينا المعادلة الثانية قيمة لـ ‪𝑉‬‏ تساوي 17.5 فولت، وسنسجل هذه الملحوظة هنا.

إذن، لدينا إجابتان محتملتان لقيمة ‪𝑉‬‏. لكن أي الإجابتين علينا أن نقبلها باعتبارها إجابة صحيحة؟ حسنًا، لاحظ أن ‪𝑉‬‏ هو الجهد الطرفي لبطارية. والجهد الطرفي لبطارية يكون موجبًا؛ ومن ثم فإن ‪𝑉‬‏ نفسه يكون موجبًا. قيمة ‪𝑉‬‏ التي حصلنا عليها من المعادلة الأولى، والتي تساوي سالب 6.5 فولت ليست موجبة؛ وعليه فإننا نرفض هذه الإجابة. لكن قيمة ‪𝑉‬‏ التي حصلنا عليها من المعادلة الثانية، والتي تساوي 17.5 فولت موجبة، وعليه يمكننا أن نقبلها باعتبارها إجابة صحيحة. إذن الجهد الطرفي ‪𝑉‬‏ للبطارية الأخرى التي تزود الدائرة بالقدرة يساوي 17.5 فولت.

انضم إلى نجوى كلاسيز

شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من مدرس خبير!

  • حصص تفاعلية
  • دردشة ورسائل
  • أسئلة امتحانات واقعية

تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن سياسة الخصوصية