مراجعة توصيل المقاومات مادة فيزياء ثانوية عامة

مراجعة توصيل المقاومات مادة فيزياء ثانوية عامة
مراجعة توصيل المقاومات مادة فيزياء ثانوية عامة
مراجعة توصيل المقاومات مادة فيزياء ثانوية عامة

 توصيل المقاومات

أولاً: التوصيل على التوالى

الغرض منه:-     الحصول على مقاومة كبيرة من مجموعة من المقاومات الصغيرة
مميزاته :-      1- يتميز بثبوت شدة التيار   2- فرق الجهد يتجزأ
 
إيجاد المقاومة المكافئة لمجموعة من المقاومات المتصلة على التوالى
 
1- ندمج كل من المقاومات R ₁،   R ₂ ، R ₃  المتصلة على التوالى فى دائرة كهربية تشمل بطارية
أميتر وريوستات ومفتاح  جميعها متصلة على التوالى
2- نغلق الدائرة الكهربية ثم نقوم بتعديل الريوستات حتى يمر تيار كهربى مناسب شدته I  أمبير
3- نقيس فرق الجهد   V ₁، V₂ ،V₃  بين طرفى المقاومات         R₁   , R ₂،  R ₃  كل على حدة
4- نقيس فرق الجهد الكلى V^`  بين طرفى المجموعة .
نلاحظ أن
مجموع فروق الجهد على المقاومات بالدائرة يساوى فرق الجهد الكلى بين طرفى المجموعة
 ويسمى هذا بقانون كيروشوف
V₃   +  V₂  + V₁ V =
IR₂ + IR₃  + IR₁   IR_eq =
R₂ + R₃  + R₁   R_eq =

ملاحظات

1-إذا كانت المقاومات المتصلة على التوالى متساوية وقيمة كل منها R   وعددها N
       فإن المقاومة المكافئة لهم = عدد المقاومات ×  مقاومة إحدى المقاومات  N R  =  R_eq
2- المقاومة المكافئة لعدة مقاومات على التوالى اكبر من اكبر مقاومة .

ثانياً: التوصيل على التوازى

الغرض منه
الحصول على مقاومة صغيرة من مجموعة من مقاومات الكبيرة.
مميزاته :-      1- يتميز بثبوت فرق الجهد .    2- شدة التيار يتجزأ.
إيجاد المقاومة المكافئة لعدة  مقاومات على التوازي

 1- ندمج  كل من المقاومات R ₁،  R₂، R ₃  المتصلة على التوازى فى دائرة كهربية تشمل بطارية وأميتر وريوستات ومفتاح موصلة معا.
2- نغلق الدائرة الكهربية ثم نقوم بتعديل الريوستات حتى يمر تيار كهربى مناسب شدتهI  أمبير فى الدائرة الرئيسية.
3- نعين شدة التيار الكلى بالأميتر وليكن I أمبير، ثم نعين فرق الجهد الكلى بالفولتميتر وليكن Vفولت
4- نعين شدة التيار فى كل مقاومة وليكن ₁  I فى ₁ R وI₂ فى   R ₂ و I ₃ فى R₃
ثم نقارن المجموع I₁+I₂+I₃ بشدة التيار الكلى I نجد أن :-

       
  مقلوب المقاومة المكافئة لعدة مقاومات متصلة على التوازى يساوى مجموع مقلوب هذه المقاومات

ملاحظات:

1- المقاومة المكافئة لعدة مقاومات متصلة على التوازى تكون أصغر من أصغر مقاومة .
2- إذا كانت المفاومات المتصلة علىالتوازى متساوية وقيمة كل منها R   وعددها N
       فإن المقاومة المكافئة لهم تصبح كالتالى:    
3-فى حالة إتصال مقاومتين على التوازى تكون المقاومة المكافئة لهما
4- عند إتصال مقاومتين على التوازى فإن الجزء الأكبر من التيار يمر فى المقاومة الأصغر
5- فى حالة إتصال المقاومات على التوازى تزداد القدرة المسحوبة من المصدر لصغر المقاومة الكلية وبالتالى تزيد قيمة شدة التيار المسحوب.
6- فى الدوائر الكهربية المتصلة على التوازى تستخدم أسلاك سميكة عند طرفى البطارية بينما تستخدم أسلاك أقل سمكاً عند طرفى كل مقاومة فى الدائــرة (علل)؟
 لأن شدة التيار فى دائرة التوازى تكون أكبر ما يمكن عند مدخل ومخرج التيار (أى عند قطبى البطارية)  لذلك تستخدم اسلاك سميكة لها مقاومة اقل فلا تؤثر فى شدة التيار بينما يتجزأ التيار فى كل مقاومة على حدة.
7- توصل الاجهزة الكهربية فى المنازل على التوازى (علل)؟
التوصيل على التوازى يتيح لنا تشغيل كل جهاز على حدة وإذا تم إيقاف تشغيل أى  جهاز لاتتوقف باقى الأجهزة عن العمل، كما أن التوصيل على التوازى يتميز بثبوت فرق الجهد الكهربى والمقاومة الكلية للأجهزة تكون أصغر ما يمكن فتكون شدة التيار كبيرة.
8- كلما زاد طول السلك زادت مقاومته (علل).
لانه يمكن اعتبار السلك الطويل كما لو كان مكون من عدة مقاومات متصلة على التوالى وأيضا المقاومة تتناسب تناسبا طرديا مع طول السلك عند ثبوت باقى العوامل           L    R
9- كلما زادت مساحة مقطع السلك قلت مقاومته (علل)؟
لأن المقاومة تتناسب عكسيا مع مساحة مقطع السلك عند ثبوت باقى العوامل  R
ويمكن اعتبار السلك السميك كما لو كان مكونا من عدة مقاومات متصلة على التوازى
س ما معنى قولنا ان المقاومة المكافئة لعدة مقاومات موصلة معا =  10  اوم
جــ اى ان قيمة المقاومة الواحدة التى تؤدى وظيفة المجموعة كلها بحيث لايتغير فرق الجهد أو شدة التيار الكلى = 10 اوم

 قانون أوم للدائرة المغلقة:

تعين شدة التيارفى دائرة كهربية مغلقة من العلاقة :-
من الدائرة السابقة نجد أن :-
اولا:-

مع غلق المفتاح K  يقل إنحراف مؤشر الفولتميتر V(فرق الجهد بين القطبين يقل) وتزداد  قراءة الفولتميتر V₁ثانيا :-
ثالثا:-
عند زيادة المقاومة S  تزداد المقاومة الكلية للدائرة وتقل شدة التيار فيقل المقدار Ir وتزداد قراءة الفولتميتر      V   وذلك من   العلاقة + Ir     V_B  = V
وتقل قراءة الفولتميتر  V₁ولا تصل إلى الصفر حسب العلاقة V₁ = IR
رابعا :-
اتجاه التيار الكهربى التقليدى أو الإصطلاحى
اتجاه التيار الكهربى خارج المصدر فى دائرة كهربية مغلقة يكون من القطب الموجب إلى القطب السالب
وهو عكس إتجاه حركة الإلكترونات.
خامسا :-
يقصد بالمقاومة الخارجية R_eq المقاومة المكافئة لجميع الأجهزة والمقاومات والأسلاك المتصلة بقطبى المصدر من الخارج  المقاومة الكلية للدائرة = المقاومة الخارجية + المقاومة الداخلية
سادسا :-
يقصد بالمقاومة الداخليةr لعمود كهربى ( مقاومة السوائل أو المواد الموجودة بين قطبيه من الداخل )
سابعا:-
القوة الدافعة الكهربية للعمود V_B
 هى الفرق فى الجهد بين قطبى العمود فى حالة عدم مرور تيار كهربى فى دائرته.
ثامنا:-
 تزداد كفاءة البطارية كلما قلت مقاومتها الداخلية (علل)
وذلك حسب قانون  أوم للدائرة المغلقة + Ir  V_B  = V, كلما قلت المقاومة الداخلية يقل فرق الجهد المفقود فى البطارية و تزيد كفاءة البطارية.
تاسعا:-
القوة الدافعة الكهربية لعمود تكون دائما اكبر من فرق الجهد بين طرفى دائرته الخارجية
لوجود مقاومة داخلية للعمود يستهلك فيها شغل لنقل الكهربية داخل العمود + Ir  V_B  = V
عاشرا :-
الجهد المفقود من البطارية هو حاصل ضرب شدة التيار الخارج من البطارية فى المقاومة الداخلية .
حادى عشر :-
كفاءة البطارية :- هى النسبة بين فرق الجهد بين طرفى البطارية عندما تكون الدائرة الخارجية مغلقة والقوة الدافعة الكهربية للبطارية.
ثانى عشر  
ثبوت درجة الحرارة شرط اساسى لتطبيق قانون اوم (علل)
لتغيير المقاومة بتغير درجة الحرارة


مما سبق نلاحظ ان
¨فرق الجهد بين قطبى العمود = القوة الدافعة الكهربية للعمود عندما تكون الدائرة الخارجية مفتوحة اى ان      صفر I=   وبالتعويض فى العلاقة  V  =  V_B   –   I r    يصبح V  =  V_B     
¨فرق الجهد بين قطبى العمود اقل من القوة الدافعة الكهربية للعمود عندما تكون الدائرة الخارجية مغلقة اى يمر بها تيار كهربى حيث ان V  =  V_B   –   I r
¨فرق الجهد بين قطبى العمود اكبر من القوة الدافعة الكهربية للعمود عندما يُشحن العمود من عمود اخر موصل معه على التوازى           V  =  V_B   +   I r
4- فى الشكل المقابل :
 

 
6-  عند وجود ريوستات مقاومته R    فى دائرة كهربية 
وعند ضبط الزالق :-
¨عند بداية الريوستات فإن المقاومة المأخوذة من الريوستات تساوى صفر حيث لايمر تيار بمقاومة الريوستات
¨ عند نهاية الريوستات فإن المقاومة الماخوذة من الريوستات تساوىR    حيث يمر التيار بمقاومة الريوستات كلها
¨ عند منتصف الريوستات فإن المقاومة المأخوذة من الريوستات تساوىR ¤ 2    (نصف مقاومة الريوستات)  حيث يمر التيار بنصف بمقاومة الريوستات فقط .
7- لديك عدة مقاومات R₁   ,  R₂ , R₃  ومعلوم ايضا تيار كل مقاومة I₁ , I₂ , I₃  و المطلوب معرفة طريقة التوصيل :
يتم حساب فرق الجهد على كل مقاومة – المقاومات التى لها نفس فرق الجهد تكون توازى  مع النظر أيضا إلى قيمة التيار حيث إن مجموع تيار المقاومات التوازى = شدة التيار الكلى
مقارنة بين التوصيل على التوالى والتوازى
 

وجه المقارنة	التوصيل على التوالى	التوصيل على التوازى
الغرض	الحصول على مقاومة كبيرة من عدة مقاومات صغيرة	الحصول على مقاومة صغيرة من عدة مقاومات كبيرة
السبب العلمى	المقاومة تتناسب طرديا مع الطول وفى التوصيل على التوالى يزداد طول المسار أمام التيار	المقاومة تتناسب عكسياً مع المساحة وفى التوصيل على التوازى تزداد المساحة أمام التيار
طريقة التوصيل	يكون هناك مسار واحد فقط أمام التيار (خط واحد )	يكون هناك أكثر من مسار أمام التيار (أكثر من خط)
شدة التيار	ثابتة لا تتجزأI = I1 = I2 = I3	تتجزأ ويكونI = I1 + I2 + I3
فرق الجهد	يتجزأ ويكونV = V1 + V2 + V3	ثابت لا يتجزأ ويكونV = V1 = V2 = V3
القانون الرياضى	Req = R1 + R2 + R3
ملاحظات هامة	1- المقاومة الكلية تزداد وتكون أكبر من أكبر مقاومة1- فى حالة توصيل عدة مقاومات متساويةفإن     N ×  R Req =3- فى حالة توصيل مقاومتين على التوالى فإنReq = R1 + R2	1-  المقاومة الكلية تقل وتكون أصغر من أصغر مقاومة2-  فى حالة توصيل عدة مقاومات متساويةفإن 3-  فى حالة توصيل مقاومتين   Req =

◄لتحميل الدرس بصيغة PDF اضغط هنا..

الله مغاكطمممممممم