محاكاة تطبيقات الدوائر الكهربائية — فيزياء 3-2
الثالث الثانوي الفصل الدراسي الثاني الدرس 2-2 الكتاب ص 52–60 محاكاة قانون
جرّب بنفسك قوانين درس «تطبيقات الدوائر الكهربائية» من كتاب فيزياء 3-2: غيّر القيم في المحاكاة وشاهد النتيجة مباشرة، ثم نفّذ المهام الاستقصائية وتحقق من فهمك.
شغّل المحاكاة وغيّر القيم بنفسك
المحاكاة والمهام الاستقصائية والتقويم متاحة بحساب مجاني.
أنشئ حساب طالب مجاني لديك حساب؟ سجّل الدخول ✓ مجاني بالكامل · أنت معلم؟ حساب معلمأهداف الدرس
- توضّح كيف تعمل المنصهرات، وقواطع الدوائر الكهربائية، وقواطع التفريغ الأرضي الخاطئ على حماية أسلاك التوصيلات الكهربائية في المنازل.
- تُحلّل وتحلّ مسائل تتضمّن دوائر كهربائية مُركّبة.
- توضّح كيفية توصيل كلٍّ من الفولتمتر والأميتر في الدوائر الكهربائية.
القوانين والعلاقات
التيار الذي يسحبه جهاز قدرته P من مصدر جهده VI = P/V
المقاومة المكافئة لمقاومات التوازي1/Rp = 1/R1 + 1/R2
المقاومة المكافئة لدائرة مركّبة (مقاومة توالٍ مع مجموعة توازٍ)R = RC + Rp
التيار الكلي والهبوط في الجهد (قانون أوم)I = V/R
المفردات
دائرة القصرالمنصهر الكهربائيقاطع الدائرة الكهربائيةقاطع التفريغ الأرضي الخاطئالدائرة الكهربائية المُركّبةالأميترالفولتمتر
المفاهيم الرئيسة
- تُوصَل الأجهزة المنزلية على التوازي، فكلما شغّلنا جهازًا إضافيًّا قلّت المقاومة المكافئة وزاد التيار الكلي في الأسلاك؛ وقد يُنتج التيار الزائد طاقة حرارية تصهر عازل الأسلاك فتحدث دائرة قصر وحريق.
- المنصهر الكهربائي قطعة قصيرة من فلز تنصهر عندما يمر فيها تيار أكبر مما تتحمله الدائرة، وقاطع الدائرة مفتاح آلي يفتح الدائرة عندما يتجاوز التيار القيمة المسموح بها (يسخن شريط فلزي مزدوج ويتقوّس فيتحرر المزلاج)، ويمكن إعادة تشغيله. ويوصل كلاهما على التوالي ليمر فيه التيار الكلي.
- دائرة القصر دائرة مقاومتها صغيرة جدًّا، فيصبح تيارها كبيرًا جدًّا: سلكان تالفا العازل يتلامسان بمقاومة 0.010 Ω فيمر I = 120/0.010 = 12000 A.
- قاطع التفريغ الأرضي الخاطئ يكشف الفرق البسيط بين التيار الذاهب والتيار العائد (نحو 5 mA) الناتج عن مسار إضافي للتيار عبر جسم الإنسان، فيفتح الدائرة؛ وقد ألزم كود البناء السعودي بتزويد المقابس في الأماكن الرطبة بجهاز حماية يعمل بالتيار المتبقي (RCD).
- الدائرة المركّبة تحتوي على التوصيلين معًا: تُستبدل مقاومات التوازي بمقاومتها المكافئة، ثم تُجمع مقاومات التوالي حتى تُختزل الدائرة إلى مقاومة واحدة، ثم يُحسب التيار الكلي ويُرجَع عكسيًّا لحساب تيار كل مقاومة وجهدها.
- الأميتر يوصل على التوالي ومقاومته صغيرة جدًّا، والفولتمتر يوصل على التوازي ومقاومته كبيرة جدًّا؛ حتى يكون تغيّر تيارات الدائرة وجهودها بسبب جهاز القياس أقل ما يمكن.
مثال محلول
أجهزة على التوازي ومنصهروُصل تلفاز قدرته 240 W، ومكواة قدرتها 720 W، ومجفف شعر قدرته 1440 W على التوازي بمصدر جهده 120 V، ويحميها منصهر أكبر تيار يتحمله 15 A. احسب التيار في كل جهاز، والمقاومة المكافئة، والتيار الكلي، وهل ينصهر المنصهر؟
- المعطيات
- P = 240 W , 720 W , 1440 W ; V = 120 V ; Imax = 15 A
- المطلوب
- I1 , I2 , I3 , R , I = ?
- الحل
- I = P/V: 2.0 A , 6.0 A , 12 A، ومن R = V/I مقاوماتها 60 Ω , 20 Ω , 10 Ω. 1/R = 1/60 + 1/20 + 1/10 = 1/6 إذن R = 6.0 Ω، وI = V/R = 120/6.0 = 20 A
- تقويم الجواب
- التيار الكلي يساوي مجموع تيارات الفروع 2.0 + 6.0 + 12 = 20 A، وهو أكبر من 15 A، فينصهر المنصهر وتنفتح الدائرة.
داخل المحاكاة
- التهيئة والتنبؤ بعد التسجيل
- المحاكاة التفاعلية بعد التسجيل
- المهام الاستقصائية بعد التسجيل
- 3 أمثلة محلولة أخرى بعد التسجيل
- التقويم الختامي بعد التسجيل
- الملخص والواجب المنزلي بعد التسجيل
- وضع العرض للمعلم بعد التسجيل
