نسخة الفيديو النصية
مقدار الانخفاض في الجهد عبر المقاومة في الدائرة الكهربية الموضحة يساوي 15 فولت. الجهد الطرفي لإحدى البطاريتين اللتين تزودان الدائرة الكهربية بالقدرة يساوي 5.5 فولت. أوجد الجهد الطرفي 𝑉 للبطارية الأخرى التي تزود الدائرة الكهربية بالقدرة.
في هذا السؤال، لدينا دائرة كهربية تتكون من مقاومة وبطاريتين. نعلم من السؤال أن مقدار الانخفاض في الجهد عبر المقاومة يساوي 15 فولت، وهذا موضح في الشكل. نعلم من السؤال أيضًا أن الجهد الطرفي لإحدى البطاريتين اللتين تزودان الدائرة الكهربية بالقدرة يساوي 5.5 فولت. وهذا أيضًا موضح في الشكل. المطلوب منا في هذا السؤال إيجاد الجهد الطرفي عبر البطارية الأخرى في الدائرة. ولكي نفعل ذلك سنستخدم قانون كيرشوف الثاني الذي ينص على أن مجموع فروق الجهد عبر كل من مكونات مسار في دائرة كهربية يساوي صفرًا. إذن رياضيًّا: إذا كان لدينا مسار به 𝑛 من المكونات، وجمعنا فرق الجهد عبر كل مكون من هذه المكونات، فإن الناتج سيساوي صفرًا.
عندما نلقي نظرة على الدائرة نلاحظ أنها تتكون من مسار واحد مغلق. إذا تتبعنا هذا المسار بدءًا من الطرف الموجب للبطارية التي جهدها الطرفي 5.5 فولت، فإن أول مكون نصل إليه هو المقاومة. ولأنها مقاومة، فإن هذا يمثل انخفاضًا في الجهد يساوي سالب 15 فولت. بالاستمرار في تتبع المسار، نصل بعد ذلك إلى البطارية التي جهدها الطرفي مجهول. ونرمز إليها بحرف 𝑉 في الحسابات التي نجريها. أخيرًا: نعود مرة أخرى إلى البطارية التي جهدها الطرفي 5.5 فولت، ونكتبه موجب 5.5 فولت.
الآن أكملنا المسار. إذن، هذا يعني أن مجموع فروق الجهد الثلاثة هذه يساوي صفر فولت. المجهول الوحيد في هذه المعادلة هو الجهد الطرفي للبطارية الأخرى 𝑉. إذن، فإن كل ما علينا فعله هو إعادة ترتيب المعادلة؛ لنجعل 𝑉 وحده في طرف بمفرده؛ لنحصل على الإجابة.
أولًا: سالب 15 فولت زائد 5.5 فولت يساوي سالب 9.5 فولت. إذن: سالب 9.5 فولت زائد 𝑉 يساوي صفر فولت. إذا أضفنا 9.5 فولت إلى طرفي المعادلة، نلاحظ أن 9.5 فولت على اليسار ستحذف مع سالب 9.5 فولت. على اليمين، صفر فولت زائد 9.5 فولت يساوي 9.5 فولت فقط. وهذه هي قيمة 𝑉. الجهد الطرفي 𝑉 للبطارية الأخرى التي تزود الدائرة الكهربية بالقدرة هو 9.5 فولت.