فيديو السؤال: إيجاد الزمن المستغرق لتدفق شحنة عبر نقطة في دائرة كهربية الفيزياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يمرر شاحن كمبيوتر محمول تيارًا شدته 5.0 أمبير عبر بطارية الكمبيوتر المحمول. على مدار فترة زمنية، نقلت شحنة مقدارها 45000 كولوم من الشاحن إلى البطارية. كم ساعة ترك الكمبيوتر المحمول للشحن؟

حسنًا، في هذا السؤال، لدينا شاحن كمبيوتر محمول يمرر تيارًا شدته 5.0 أمبير، عبر بطارية الكمبيوتر المحمول. بمرور الوقت، تنتقل في النهاية شحنة مقدارها 45000 كولوم إلى البطارية. والمطلوب منا هو إيجاد عدد الساعات التي ترك فيها الكمبيوتر المحمول للشحن. بعبارة أخرى، علينا إيجاد مقدار من الزمن.

إذن، علينا إيجاد علاقة بين شدة التيار المار عبر بطارية الكمبيوتر المحمول، والشحنة المنقولة إلى البطارية، والمدة التي ترك خلالها الكمبيوتر المحمول للشحن.

العلاقة التي نبحث عنها هي العلاقة التالية. شدة التيار ‪𝐼‬‏ تساوي الشحنة المنقولة ‪𝑄‬‏ مقسومة على الزمن المستغرق لنقل الشحنة ‪𝑡‬‏. بعبارة أخرى، شدة التيار هي معدل نقل الشحنة. إنها تساوي مقدار الشحنة المنقولة لكل وحدة زمن.

وتذكر أن الوحدة المعيارية لكل كمية من هذه الكميات هي أن شدة التيار تقاس بوحدة الأمبير، وتقاس الشحنة بوحدة الكولوم، ويقاس الزمن بوحدة الثواني. وبما أن لدينا شدة تيار بوحدة الأمبير وشحنة بوحدة الكولوم، يمكننا إيجاد مقدار الزمن المستغرق. وسيكون الزمن بوحدة الثواني.

لكن السؤال يطلب منا إيجاد عدد الساعات. إذن يمكننا إيجاد الزمن بالثواني ثم تحويله إلى ساعات. فلنبدأ إذن القيام بذلك.

أولًا، علينا إعادة ترتيب المعادلة. إننا نحاول إيجاد قيمة ‪𝑡‬‏، الزمن. إذن، ما علينا فعله هو ضرب طرفي المعادلة في ‪𝑡‬‏ على ‪𝐼‬‏. في الطرف الأيسر، تحذف شدة التيار. وفي الطرف الأيمن، يحذف الزمن، ويتبقى لدينا ‪𝑡‬‏ يساوي ‪𝑄‬‏ على ‪𝐼‬‏.

والآن ما علينا فعله هو التعويض بقيمتي ‪𝑄‬‏ و‪𝐼‬‏ المعطاتين في السؤال، وسيصبح لدينا 45000 كولوم على 5.0 أمبير. وهذا الكسر يساوي 9000. والآن، تذكر أننا نحسب مقدار الزمن الذي ترك خلاله الكمبيوتر المحمول للشحن. وكما ذكرنا من قبل، وحدة قياس الزمن المعيارية هي الثانية.

الآن وقد عرفنا الزمن بالثواني، نريد تحويله إلى زمن بالساعات. وللقيام بذلك، علينا أولًا أن نتذكر أن الدقيقة الواحدة بها 60 ثانية. وكل ساعة بها 60 دقيقة. إذن يمكننا دمج هاتين المعلومتين لنحصل على عدد الثواني في الساعة الواحدة.

يوجد 60 في 60 ثانية في الساعة الواحدة، لأنه إذا كانت كل دقيقة بها 60 ثانية وكل ساعة بها 60 دقيقة، فسيكون لدينا 60 في 60، أي 3600 ثانية في ساعة واحدة. والآن إذا كانت الساعة تحتوي على 3600 ثانية، فكم ساعة تكافئ 9000 ثانية؟

لإجراء ذلك، علينا حساب إجمالي الزمن، وهو 9000 ثانية، على عدد الثواني في كل ساعة. وهذا سيعطينا الزمن بالساعات. وعند إيجاد قيمة هذا الكسر، نجد أنه يساوي 2.5 ساعة. وبذلك نكون قد توصلنا إلى الإجابة النهائية. ترك الكمبيوتر المحمول للشحن لمدة 2.5 ساعة.