الوحدة الثانية - الكهرباء في حياتنا PDF

‫الوحدة الثانية‬ ‫ال َكهرباء في حياتنا‬ ‫ت أامل مدينة القدس عاصمة فلسطين ليلاً‪.....‬‬ ‫ف ّك ْر كيف تُضاء المدينة؟ كيف تصل الكهرباء إالى جميع أانحاء المدينة؟‬ ‫‪53‬‬  ‫ال َكهرباء في حياتنا‬...

‫الوحدة الثانية‬ ‫ال َكهرباء في حياتنا‬ ‫ت أامل مدينة القدس عاصمة فلسطين ليلاً‪.....‬‬ ‫ف ّك ْر كيف تُضاء المدينة؟ كيف تصل الكهرباء إالى جميع أانحاء المدينة؟‬ ‫‪53‬‬  ‫ال َكهرباء في حياتنا‬ ‫ُيتوقّع من الطلبة بعد ال إ نتهاء من دراسة هذه الوحدة والتفاعل مع اأنشطتها اأن يكونوا قادرين على تفسير‬ ‫ٍ‬ ‫بسياقات من الحياة الواقع ّية‪ ،‬وذلك من خلال تحقيق‬ ‫مظاهر حيات ّي ٍة ذات علاقة بال َكهرباء ِ‬ ‫وربطها‬ ‫َ‬ ‫ال آتي‪:‬‬ ‫دارات كهربائ ّي ٍة متعدّدة العناصر‪.‬‬ ‫ٍ‬ ‫تركيب‬ ‫التمييز بين دارات كهربائية عند توصيل عناصرها على التوالي والتوازي عملياً‪.‬‬ ‫حساب المقاومة المكافئة لمقاومات موصولة على‪:‬التوالي‪ ،‬والتوازي‪.‬‬ ‫تطبيق قانون اأوم عمل ّياً ورياض ّياً‪.‬‬ ‫حساب القوة الدافعة الكهربائية المكافئة ل أعمدة موصولة على‪ :‬التوالي‪ ،‬والتوازي‪.‬‬ ‫حساب القدرة الكهربائية‪ ،‬والطاقة الكهربائية التي تستنفذها اأجهزة كهربائية متنوعة‪.‬‬ ‫كهربائي له وظيفة في سياق حياتك‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫تنفيذ مشرو ٍع‬ ‫‪54‬‬  ‫التيار الكهربائي والدّارات الكهربائية‬ ‫الدرس‬ ‫(‪)1‬‬ ‫ـوب‪ ،‬اأو تلفــا ٍز اأو ِمذيــا ٍع‪ ،‬اأو اأي جهــا ٍز كهربائــي؟‬ ‫هــل ســبق اأ ْن األقيــت نظــر ًة داخــل جهــا ِز حاسـ ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫دارات‬ ‫ل بــد اأنّــك شــاهدت العديــد مــن القطــع الصغيــرة المربوطــ ِة باأ ٍ‬ ‫ســلاك مل ّونــة‪ ،‬اإن ّهــا تشــكّل‬ ‫كهربائيـ ًة‪.‬بعــد اإنهــاء هــذا الــدرس ســتكون قــادراً علــى عمــل مثــل هــذه الــدارات البســيطة‪ ،‬واكتشــاف‬ ‫كيــف يمكــن توليــد تيــار كهربائــي‪.‬والعوامــل التــي تُســهم فــي سـ َـريان التيــار فــي الــدارة الكهربائيــة‪.‬‬ ‫‪ :1–1‬التيار الكهربائي‬ ‫نشاط(‪:)1‬تركيب دارة كهربائية بسيطة‬ ‫ال أدوات‪:‬‬ ‫اأسلاك نحاسية‪ ،‬بطاريات‪ ،‬مفتاح‪ ،‬ومصباح كهربائي‪.‬‬ ‫ال جراءات‪:‬‬ ‫إ‬ ‫اربط جميع ال أجزاء السابقة وغ ّير في ترتيبها‪ ،‬وا ْرص ْد الحال ت التي يضيء فيها ال ِمصباح‪.‬‬ ‫ْ‬ ‫ب ّي ْن بالرسم طريقة تركيبك للدارة ال َكهربائية التي اأضاء فيها المصباح‪.‬‬ ‫التحليل والتفسير‪:‬‬ ‫يضيء ال ِمصباح‪.‬‬ ‫َ‬ ‫صف جميع المتطلّبات اللازمة للدارة الكهربائية‪ ،‬حتى‬ ‫ْ‬ ‫يضيء فيها المصباح‪.‬‬ ‫َ‬ ‫عدّد ثلاثة اأوضا ٍع على ال أقل‪ ،‬ل يمكن اأ ْن‬ ‫هــل ينبغــي اأ ْن ينتقـ َل التيــار خــلال ال ِمصبــاح باتجــا ٍه مع ّيــنٍ حتــى يضــيء؟ اأعـ ِـط اأمثلـ ًة علــى ذلــك‬ ‫ـت بــه‪ ،‬لدعــم اإجابتــك‪.‬‬ ‫مــن خــلال النشــاط الــذي قمـ َ‬ ‫ما دور المفتاح في الدّارة الكهربائية؟‬ ‫‪55‬‬  ‫موصلٍ فل ّز ّي عموماً يحتوي على شحنات‬ ‫اإ ّن سلك النحاس‪ ،‬أاو أا ّي ِ‬ ‫إاضاءة‪:‬‬ ‫(اإلكترونات) حرة‪ ،‬تكون في حالة حركة مستمرة وعشوائية‪.‬وعند وصل‬ ‫اص ُطلـــح علـــى تمثيل اتجـــاه التيار‬ ‫الكهربائـــي مـــن القطـــب الموجب‬ ‫طرفي السلك بالبطاريّة‪ ،‬اأو مصدر اآخر للكهرباء‪ ،‬ف إان محصلة حركة‬ ‫ّ‬ ‫اإلى القطب السالب خارج البطارية‬ ‫الشحنات الكهربائية الحرة تكون في اتجاه محدّد يمثل ما يسمى بالتيار‬ ‫وســـ ّمي التيـــار ال صطلاحي‪ ،‬وهو‬ ‫يعاكـــس ال تجـــاه الفعلـــي لحركة‬ ‫الكهربائي‪ ،‬ويقوم هذا التيار بنقل الطاقة الكهربائية من نقط ٍة اإلى اأخرى‬ ‫ال إ لكترونات في الموصلات الفل ّزية‪،‬‬ ‫عبر ال ُموصل‪.‬والشكل (‪ - 1‬ب) يوض ّح حركة ال إ لكترونات الحرة عند‬ ‫الذي يسمى التيار ال لكتروني‪.‬‬ ‫وصل الموصل ببطاريّة (اأو مصدر كهربائي)‪.‬‬ ‫الشــكل (‪ :1‬ب) عنــد وصــل الموصــل ببطاريــة تتجــه‬ ‫الشــكل(‪ :1‬أا) الموصــل قبــل وصلــه ببطاريــة تكــون‬ ‫ال إ لكترونــات الحــرة نحــو القطــب الموجــب للبطاريــة‬ ‫ال إ لكترونــات الحــرة حــول أانو ّيــة ذرات مــادة الموصــل‬ ‫إاضاءة‪:‬‬ ‫ُيع َّبـ ُـر عــن كم ّيــة الشّ ــحنة التــي تمــر فــي مقطـ ٍـع موصـ ٍل ك ّل ثانيــة بشـدّة التيــار‬ ‫ُقـــاس كميـــة الشـــحنة ب َوحـــدة‬ ‫ت ُ‬ ‫ـاس ب َوحــدة‬‫الكهربائــي ‪.Current‬و ُيرمــز لشــدة التيــار بال ّرمــز (ت) ‪ ،‬و ُيقـ ُ‬ ‫الكول ــوم‪ ،‬نس ــبة اإل ــى العال ــم الفرنس ــي‬ ‫تش ــارلز كول ــوم‪ ،‬وق ــد ُحـ ـدّدت ش ــحنة‬ ‫ال أمبيــر‪ ،‬وقــد سـ ّمي تكريمـاً للفيزيائــي الفرنســي اأندريــه اأمبيــر‪.‬اأي اأنّ‪:‬‬ ‫ال إ لكتـــرون بكميـــة مقدارهـــا ‪× 1,6‬‬ ‫‪ 19-10‬كولـــوم‪ ،‬اأ ّي اأن كولومـــاً واحـــداً‬ ‫‪ Δ‬ش (ش‪:‬الشحنة بالكولوم‪ ،‬ز‪ :‬الزمن بالثانية)‬ ‫‪1‬‬ ‫مــن الشــحنات يكافــيء‬ ‫ت=‬ ‫‪19-‬‬ ‫‪10 ×1,6‬‬ ‫‪Δ‬ز‬ ‫وتســـاوي‪1810 ×6 , 25‬اإلكتروناً‪.‬‬ ‫مثــال‪َ :‬يســري تيــا ُر ش ـدّته ‪ 0,5‬اأمبيــر فــي‬ ‫دار ٍة كهربائيــة‪ ،‬تحتــوي علــى مصبــاح وبطاريــة‪.‬‬ ‫مــا كميــة الشــحنة التــي تمـ ّر فــي الــدارة خــلال ‪10‬‬ ‫دقائــق‪.‬‬ ‫كمية الشحنة = ت ‪ X‬ز‬ ‫= ‪٦٠ X 1٠ X ٠,٥‬‬ ‫تشارلز كولوم‬ ‫اأندريه اأمبير‬ ‫= ‪ ٣٠٠‬كولوم‬ ‫(‪1٧36‬م – ‪1806‬م)‬ ‫(‪1٧٧5‬م – ‪1836‬م)‬ ‫‪56‬‬ ‫معظــم ال أجهــزة الكهربائيــة فــي بيتــك تعمــل بتيــار اأقــل مــن ‪ 15‬اأمبيــر‪ ،‬بينمــا محطــة توليــد الكهربــاء‬ ‫تُنتــج ال آف ال أمبيــرات‪.‬ويتــم نقــل التيــار الكهربائــي‪ ،‬بمــا يسـ ّمى “ الموصــلات”‪ ،‬التــي تكــون عــادة‬ ‫اأســلاكاً معدنيــة “نحاســية”‪ ،‬لك ـ ّن الــدارات يمكــن اأ ْن تتض ّمـ َـن غـ ٍ‬ ‫ـازات اأو ســوائل‪.‬اأعــط اأمثل ـ ًة‬ ‫لدارات كهربائي ٍة الموصلات فيها غا ٌز اأو سائل‪.‬‬‫ٍ‬ ‫‪:1-1-1‬قياس شدّة التيار الكهربائي‬ ‫ـاس شـ ّد ُة التيــار الكهربائــي بجهــاز ال أميتــر‪ ،Ammeter‬و ُيراعــى اأ ْن يتـ ّم وصـ ُل ال أميتــر علــى التوالــي‬ ‫تُقـ ُ‬ ‫مــع باقــي عناصــر الــدارة الكهربائيــة‪ ،‬بحيــث تكــون الجهــة الموجبــة مــن ال أميتــر موصولـ ًة مــع القطــب‬ ‫الموجــب للبطاريــة‪ ،‬وكذلــك الطــرف الســالب‪ ،‬مــع وجــود مقاومــة فــي الــدارة الكهربائيــة كمــا فــي‬ ‫الشــكل (‪.)2‬وفــي حــال التيــارات الضعيفــة ف إانهــا تُقــاس بجهــاز يســمى جلفانوميتــر‪.Galvanometer‬‬ ‫ال أميتر ‪Ammeter‬‬ ‫جلفانوميتر ‪Galvanometer‬‬ ‫الشكل (‪ )2‬توصيل ال أميتر‬ ‫‪ :2–1‬فرق الجهد‬ ‫كمــا راأيــت ف إانــه عنــد ربــط ِ‬ ‫موصـ ٍل ببطاريــة فــي دارة كهربائيــة فـ إان تيــاراً كهربائيـاً يســري فيهــا؛ اإذ اإ ّن‬ ‫التفاعــلات الكيميائيــة فــي البطاريــات تولِّــد طاق ـ ًة تدفــع ال إ لكترونــات لتتجمــع علــى اأحــد اأقطــاب البطاريــة‪،‬‬ ‫وتجعلــه مشــحوناً بشــحنة ســالبة‪ ،‬وبالتالــي فـ إا ّن القطــب ال آخــر يكــون مشــحونا بشــحنة موجبــة‪ ،‬مولِّــداً بذلــك‬ ‫فــرق جهــد بيــن اأقطــاب البطاريــة عبــر الــدارة الكهربائيــة‪.‬وبالتالــي تكتســب الشــحنات الحــرة طاقـ ًة ُيمكنهــا‬ ‫اأن تســر َي فــي مســا ٍر مغلــقٍ ‪ ،‬مولِّــد ًة تيــاراً كهربائيـاً‪ ،‬و ُيمكـ ُن اأن تســتخدم الطاقــة ل إ ضــاءة مصبــاح‪ ،‬اأو تشــغيل‬ ‫جهــاز مــا‪.‬‬ ‫ف ّكر‪ :‬اأكتب تعريفاً لفرق الجهد بلغتك الخاصة‪.‬‬ ‫‪57‬‬  ‫‪:2-1-1‬قياس فرق الجهد‪:‬‬ ‫ُيقــاس فــر ُق الجهــد بجهــاز الفولتميتــر‪َ ،Voltmeter‬ووحــدة قياســه‬ ‫“الفولــت”‪ ،‬نســبة اإلــى العالــم ال إ يطالــي اليســاندرو فولتــا‪.‬و ُيراعــى اأ ْن يتـ َّم‬ ‫وصـ ُل الفولتميتــر علــى التــوازي مــع العنصــر فــي الــدارة الكهربائية‪،‬الــذي‬ ‫فولتميتر ‪Voltmeter‬‬ ‫تفرعــات عندهمــا‪،‬‬ ‫ٍ‬ ‫ُيــراد قيــاس فــرق الجهــد بيــن طرف ْيــه‪ ،‬بعــد عمــل‬ ‫كمــا فــي الشــكل (‪.)3‬و ُيســتعاض عــن ك ٍّل مــن ال أميتــر والفولتميتــر‬ ‫بجهــاز ِمقيــاس متعــدد ‪ ،Multimeter‬لقيــاس فــرق الجهــد‪ ،‬وشــدة التيــار‬ ‫الكهربائي‪ ،‬وخصائص اأخرى كالمقاومة‪.‬‬ ‫مقياس متعدد رقمي‬ ‫‪Digital Multimeter‬‬ ‫الشكل (‪3‬ب) قياس فرق جهد البطارية‬ ‫الشكل (‪3‬اأ) قياس فرق الجهد في دارة كهربائية‬ ‫نشاط(‪:)2‬قياس شدة التيار وفرق الجهد‬ ‫فــي هــذا النشــاط ال ســتقصائي‪ ،‬ســتقوم مــع اأفــراد مجموعتــك ببنــاء دار ٍة كهربائيــة بســيطة‪ ،‬وتســتخدم‬ ‫ال أميتــر والفولتميتــر‪ ،‬ل إ يجــاد شــدة التيــار‪ ،‬وفــرق الجهــد فــي مواقـ َع مختلفـ ٍة مــن الــدارة الكهربائيــة‪.‬‬ ‫ال أدوات‪:‬‬ ‫تحتاج في هذا ال ســتقصاء اإلى اأميتر وفولتميتر‪ ( ،‬يســتعاض عنهما بجهاز متعدد رقمي ‪Maltimeter‬‬ ‫اإ ْن ُوجــد)‪ ،‬مفتــاح‪ ،‬اســلاك توصيــل‪ ،‬مصــدر جهــد كهربائــي‪ 3 ،‬مصابيــح كهربائيــة (مصباحــان‬ ‫متســاويان فــي الجهــد‪ ،‬والثالــث مختلــف)‪.‬‬ ‫‪58‬‬  ‫الجزء ال أول‪ :‬قياس شدّة التيار الكهربائي‬ ‫نقاط مختلف ٍة من الدارة؟‬ ‫سؤال‪ :‬هل تختلف شدة التيار ال َكهربائي المتدفق خلال الدارة الكهربائية‪ ،‬في ٍ‬ ‫الفرضيــة‪ :‬ضـ ْع فرضيـ ٍ‬ ‫ـات تجيــب عــن الســؤال‪ ،‬مب ّينـاً فيمــا اإذا كانــت شـدّة التيــار فــي النقــاط(‬ ‫ب)‪( ،‬ج)‪( ،‬د) اأعلى‪ ،‬اأو اأقل‪ ،‬اأو يساوي قيمة شدة التيار الما ّر بالنقطة (اأ)‪ ،‬بعد اإغلاقها‪.‬‬ ‫جدول الملاحظات‬ ‫ال جراءات‪:‬‬ ‫إ‬ ‫قراءة ال أميتر‬ ‫موقع ال أميتر‬ ‫الدارة مفتوحة الدارة مغلقة‬ ‫‪ -1‬انقل الجدول ال آتي اإلى دفترك‪.‬‬ ‫‪ -2‬ق ـ ْم بتركيــب دار ٍة كهربائيــة‪ ،‬مســتخدماً اأحــد‬ ‫(ا)‬‫أ‬ ‫المصابيــح كمــا فــي الشــكل (‪.)4‬‬ ‫(ب)‬ ‫‪ِ -3‬ص ـ ْل ال أميتــر بالــدارة؛ القطــب الموجــب مــن‬ ‫(جـ)‬ ‫ال أميتــر ينبغــي اأ ْن يرتبــط مــع القطــب الموجــب‬ ‫للبطاريــة‪ ،‬واختيــار التدريــج المناســب‪.‬‬ ‫(د)‬ ‫‪ -4‬قـ ْم بقيــاس شـدّة التيــار فــي النقطــة (اأ) والــدارة‬ ‫مفتوحــة‪ ،‬ثــم قــم بقيــاس التيــار والــدارة مغلقــة‪.‬‬ ‫س ـ ّجل قــراءة ال أميتــر فــي جــدول الملاحظــات ‪.‬‬ ‫‪ -5‬اأ ِعــ ْد الخطــوة ‪ 4‬فــي النقــاط (ب)‪( ،‬ج)‪( ،‬د) بالطريقــة‬ ‫نفســها‪ ،‬وس ـ ّجل قــراءة ال أميتــر‪.‬‬ ‫الشكل (‪ :)4‬دارة كهربائية بسيطة‬ ‫التحليل والتفسير‪:‬‬ ‫قار ْن بين شدّة التيار الكهربائي في النقطتين (اأ‪ ،‬د)‪ّ ،‬‬ ‫فس ْر ملاحظاتك‪.‬‬ ‫قار ْن بين التيار على جانبي ال ِمصباح في النقاط (ب‪ ،‬ج)‪.‬‬ ‫ما اأثر فتح الدارة ( المفتاح ) واإغلاقها على قيمة التيار؟‬ ‫ال ستنتاج والتطبيق‪:‬‬ ‫لسريان التيار الكهربائي؟‬ ‫ما الشروط اللازمة َ‬ ‫‪59‬‬  ‫الجزء الثاني‪ :‬قياس فرق الجهد‬ ‫سؤ أال‪:‬كيف يختلف فرق الجهد بين العناصر في الدارة الكهربائية؟‬ ‫الفرضيــة‪ :‬افحــص الشــكل المجاور‪،‬وض ـ ْع فرض ّيــات‪،‬‬ ‫ـب عــن الســؤال‪ ،‬مب ّين ـاً فيمــا اإذا كانــت قيمــة فــرق الجهــد‬ ‫لتجيـ َ‬ ‫بيــن طرفــي (ب)‪( ،‬ج)‪ ( ،‬د)‪ ( ،‬و) اأعلــى‪ ،‬اأو اأقــل‪ ،‬اأو يســاوي‬ ‫فرق الجهد عند (اأ)‪ ،‬بعد اإغلاق الدارة الكهربائية‪.‬‬ ‫الشكل (‪:)6‬دارة كهربائية‬ ‫ال جراءات‪:‬‬ ‫إ‬ ‫جدول الملاحظات‬ ‫‪ -1‬قـ ْم ببنــا ِء دار ٍة كهربائيـ ٍة‪ ،‬مســتخدماً المصباحين المتماثلين‬ ‫موقع الفولتميتر قراءة الفولميتر‬ ‫كمــا في الشــكل (‪.)6‬‬ ‫‪ -2‬اســتخد ْم الرســم اأعــلاه فــي وصــل الفولتميتــر مــع‬ ‫(اأ)‬ ‫الــدارة‪(.‬القطــب الموجــب مــن الفولتميتــر يجــب اأن‬ ‫(ب)‬ ‫يوصــل مــع القطــب الموجــب مــن البطاريــة)‪.‬‬ ‫(جـ)‬ ‫‪ -3‬ق ْم بقياس فرق الجهد بين طرفي المنطقة (اأ)‪ ،‬عندما‬ ‫تكون الدارة مغلقة‪ ،‬وس ّج ْل القراءة في الجدول‪.‬‬ ‫(د)‬ ‫‪ -4‬اأعد الخطوات ‪ 2‬و ‪ 3‬بين طرفي المصباح ال أول وطرفي‬ ‫(و)‬ ‫المصباح الثاني وطرفي المصباحين معا‪ ،‬وس ّج ْل النتائج في‬ ‫(د) مصباح مختلف‬ ‫جدول الملاحظات‪.‬‬ ‫‪ -5‬اســتبد ْل اأحــد المصباحيــن فــي المنطقــة (د) بمصبــاح‬ ‫مختلــف‪.‬وقــم بقيــاس فــرق الجهــد بيــن طرفيــه‪.‬قــارن بيــن (و) بدون مصابيح‬ ‫اإضــاءة المصبــاح بالمصبــاح الســابق‪.‬‬ ‫‪ -6‬انزع المصباحين‪ ،‬وقم بقياس فرق الجهد عند طرفي المنطقة (و)‪ ،‬بعد اغلاق الدارة‪.‬‬ ‫التحليل والتفسير‪:‬‬ ‫اأ ُّي جز ٍء في الدارة يزود بالطاقة الكهربائية؟ واأيّها يستهلك الطاقة الكهربائية؟‬ ‫قارن بين فرق الجهد بين طرفي البطارية وفرق الجهد بين المصباحين معا‪.‬‬ ‫هل يختلف فرق الجهد بين طرفي المصباحين (جـ)‪( ،‬د) مع فرق الجهد في المنطقة (و)؟‬ ‫‪60‬‬  ‫ال ستنتاج والتطبيق‪:‬‬ ‫كيــف اختلفــت اإضــاءة المصباحيــن المختلفيــن؟ اســتخدم القــراءات التــي حصلــت عليهــا‪ ،‬لتفســير‬ ‫الفــارق اإ ْن ُوجــد‪.‬‬ ‫كيف اختلف فرق الجهد في (و) عندما اأزيلت المصابيح؟ ّ‬ ‫فس ْر السبب‪.‬‬ ‫‪ :٣–1‬الصعقة الكهربائية‪:‬‬ ‫تغطــى اأســلاك الكهربــاء عــادة بمــاد ٍة بلاســتيك ّي ٍة عازلــة‪ ،‬لك ـ ّن‬ ‫كثيــراً مــا تنقطــع هــذه ال أســلاك‪ ،‬اأو تحتــرق هــذه المــادة البلاســتيكية‪،‬‬ ‫ســريان التيــار‪ ،‬اأو يجــد مســاراً غيــر متوقــع للكهربــاء عنــد‬ ‫فيتوقــف َ‬ ‫ملامســتها جسـ ٍم مــا‪ ،‬كاأ ْن يمســكُ بهــا شـ ٌ‬ ‫ـخص مــا ف ُتكمــل الــدارة فــي‬ ‫جســمه‪ ،‬ممــا يشـكّل خطــورة علــى حياتــه‪.‬وتتوقــف هــذه الخطــورة علــى‪ :‬فــرق الجهــد‪ ،‬وشــدة التيــار‬ ‫الكهربائي‪.‬‬ ‫إاضاءة‪:‬‬ ‫اإذا مــر تيــار قيمتــه ‪ 0,001‬اأمبيــر‬ ‫فــي جســمك‪ ،‬ربمــا لــن تشــعر بــه‪،‬‬ ‫اقترح طرق ًا لتفادي حدوث صعقات كهربائية في بيتك‬ ‫لكــن اإذا تــراوح بيــن ‪ 0,015‬و‬ ‫‪ 0,020‬اأمبيــر‪ ،‬فاإنــك ستشــعر باألــم‬ ‫الصدمــة‪ ،‬اأو تفقــد الســيطرة علــى‬ ‫بعــض العضــلات‪.‬وكميــة اأكبــر مــن‬ ‫التيــار قــد تــؤدي اإلــى الحــرق‪ ،‬اأو‬ ‫ابحــث‪ :‬مــع اأن الصعقــات الكهربائيــة قــد تكــون خطيــرة على‬ ‫تدميــر القلــب‪ ،‬فتيــار قليــل بمعــدل‬ ‫‪ 0,1‬اأمبير قد يكون مميتا‪.‬‬ ‫حيــاة ال إ نســان‪ ،‬اإل اأنهــا تســتخدم فــي مجــال الطــب ل إ نقــاذ حياته‪.‬ابحث‬ ‫فــي الحــال ت التــي ُيلجـاأ فيهــا اإلــى اســتخدام (الصعقــات) الكهربائيــة فــي‬ ‫مجــال الطب‪.‬‬ ‫ف ّكر‪ :‬اأنظر اإلى الشكل(‪.)6‬‬ ‫ماذا تنصح سائق السيارة؟‬ ‫ماذا تتوقّع اأ ْن يحدث‪ ،‬لو تر ّجل السائق من السيارة؟ ّ‬ ‫فس ْر اإجابتك‪.‬‬ ‫هل للظروف الجوية اأث ٌر في خطورة الصعقة الكهربائية؟ كيف؟‬ ‫الشكل (‪ )6‬سيارة علقت في‬ ‫هل هناك عوامل اأخرى تؤثر على قوة الصعقة الكهربائية وخطورتها؟‬ ‫الثلج وقد تقطعت خطوط كهرباء‬ ‫‪61‬‬  ‫أاسئلة الدرس ال أول‬ ‫‪10‬كولوم‬ ‫ـب شــدة التيــار المتدفــق عبــر ‪10‬كولوم‬ ‫‪ -1‬فــي الشــكل المجــاور احسـ ْ‬ ‫مقطــع الموصــل فــي ثانيتيــن‪.‬‬ ‫‪ -2‬ارسـ ْم دارة كهربائيــة باســتخدام الرمــوز تتضمــن بطاريــة‪ ،‬مفتــاح‪ ،‬مصبــاح‪ ،‬اأميتــر‪ ،‬اأســلاك موصلــة‪.‬ضـ ْع‬ ‫اأســهماً ُتظهــر اتجــاه التيــار ال إ لكترونــي وال صطلاحــي‪ ،‬ثــم صـ ْ‬ ‫ـف وظيفــة ك ِّل عنصــر فــي الــدارة الكهربائيــة‪.‬‬ ‫‪ -3‬في الشكل المجاور ما صحة العبارة ال آتية‪:‬‬ ‫“ شــدة التيــار فــي النقطــة (د) تكــون اأقــل مــن ش ـدّة التيــار‬ ‫النقاط (اأ) و (ب) و (ج)”‪.‬ف ّس ْر اجابتك‬ ‫‪ -4‬اإذا ت ّمت مقارنة دارة كهربائية بتيار مائي ( دورة مائية ) في حديقة األعاب مائية‪ ،‬فاأ ٌّي من ال آتية‪:‬‬ ‫الماء‪ ،‬ضغط الماء‪ ،‬مضخة الماء‪ ،‬وكمية الماء المتدفق في الدقيقة يمثّل كلا ً من‪:‬‬ ‫اأ‪ -‬البطارية‪-------------------------------------------------:‬؟‬ ‫ب‪ -‬التيار الكهربائي‪---------------------------------------:‬؟‬ ‫جـ‪ -‬الشحنات الكهربائية‪--------------------------------- :‬؟‬ ‫د‪ -‬فرق الجهد الكهربائي‪--------------------------------- :‬؟‬ ‫‪62‬‬  ‫المقاومات الكهربائية وقانون أاوم‬ ‫الدرس‬ ‫(‪)2‬‬ ‫مدينة بيت لحم مزينّة باأضواء عيد الميلاد المجيد‬ ‫قــد تتســاءل كيــف يتــم اإضــاءة هــذا العــدد الكبيــر مــن المصابيــح فــي نفــس الوقــت؟ وكيــف يتــم‬ ‫التحكــم ب إاضاءتهــا؟ ولمــاذا ل تنطفــئ ال أضــواء عندمــا يتعطــل اأحــد هــذه المصابيــح؟ اإن طريقــة توصيــل‬ ‫هــذه المصابيــح يجيــب عــن هــذه ال أســئلة‪.‬فكيــف يتــم توصيــل هــذه المصابيــح للمحافظــة عليهــا‬ ‫مضــاءة معــا؟‬ ‫‪ :1-2‬المقاومة الكهربائية‪:‬‬ ‫المقاومــة الكهربائيــة خاص ّيــة فيزيائيــة للمــواد‪ ،‬تعيــق‬ ‫مــرور التيــار الكهربائــي‪ ،‬وتحــول الطاقــة الكهربائيــة اإلــى‬ ‫اأشـ ٍ‬ ‫ـكال اأخــرى مــن الطاقــة‪.‬‬ ‫فــي الــدارة الكهربائيــة توجــد علاقــة بيــن ك ٍّل مــن فــرق‬ ‫الجهــد‪ ،‬وشـدّة التيــار‪ ،‬والمقاومــة‪.‬فـ إاذا كان التيــار يع ّبــر‬ ‫عــن حركــة ال إ لكترونــات فــي موصــل‪ ،‬وفــرق الجهــد هــو‬ ‫الشكل (‪ )1‬حركة ال لكترونات الحرة في الموصل‬ ‫الــذي يجعــل ال إ لكترونــات تتحــرك‪ ،‬فـ إان المقاومــة هــي‬ ‫مــا يعيــق حركــة ال إ لكترونــات‪.‬‬ ‫‪63‬‬ ‫هــذا يعنــي اأ ّن الموصــلات الجيــدة للكهربــاء‪ ،‬كالنحــاس لهــا مقاومــة قليلة؛ اإ ْذ تســمح للشــحنات الكهربائية‬ ‫اأن تتحــرك بســهولة خلالهــا‪.‬وبالمثــل‪ ،‬فـ إان المــواد ضعيفــة التوصيــل للكهربــاء التي تعيق حركة الشــحنات‪،‬‬ ‫تكــون مقاومتهــا عاليــة‪.‬وهــذا يعنــي اأ ّن الموصــلات ال أفضــل يكــون لهــا عــد ٌد ٍ‬ ‫كاف مــن ال إ لكترونــات‬ ‫الحــرة‪ ،‬ولهــا مقاومــات صغيــرة‪.‬وعلــى الرغــم مــن ذلــك‪ ،‬ف ـ إان بعــض العناصــر فــي الــدارات الكهربائيــة‬ ‫تكــون مصنوعــة مــن مــواد ضعيفــة التوصيــل للكهربــاء‪ ،‬ومقاومتهــا عاليــة‪.‬فلمــاذا يمكــن اأن يكــون وجــود‬ ‫اأجــزاء ذات مقاومــة عاليــة فــي الــدارات مفيــداً‪ ،‬علــى الرغــم مــن ميــل التيــار اإلــى الســير فــي المقاومــات‬ ‫الضعيفــة؟ كيــف يؤثــر زيــادة المقاومــة ونقصانهــا علــى طاقــة ال إ لكترونــات فــي الــدارات الكهربائيــة؟‬ ‫نشاط(‪ :)1‬المقاومات الكهربائية‬ ‫ستتعرف في هذا النشاط اإلى اأشكال متنوعة للمقاومات‪.‬‬ ‫ال أدوات‪:‬‬ ‫اأجهزة كهربائية تالفة ( مذياع‪ ،‬حاسوب‪)... ،‬‬ ‫ال جراءات‪:‬‬ ‫إ‬ ‫ص مع اأفراد مجموعتك ال ألواح الكهربائية في الجهاز الذي بين اأيديكم‪.‬‬ ‫تف ّح ْ‬ ‫التحليل والتفسير‪:‬‬ ‫قار ْن القطع المثبتة على اللوح الكهربائي‪ ،‬وحاول تمييز المقاومات‪.‬اأنظر الشكلين (‪ 2‬و‪.)3‬‬ ‫استعن بمعلمك في تمييز المقاومات عن القطع الكهربائية ال أخرى‪.‬‬ ‫الشكل (‪ )3‬مقاومات مختلفة‬ ‫الشكل(‪ )2‬مجموعة من المقاومات مثبتة على لوح كهربائي‬ ‫ال ستنتاج والتطبيق‪ :‬صف المقاومات بلغتك الخاصة‪.‬‬ ‫‪64‬‬ ‫اإ ّن المقاومة مفيدة في الدارات الكهربائية‪ ،‬لضبط شدة التيار الكهربائي وفرق الجهد‪ ،‬لمناسبتهما‬ ‫ال أجهزة الكهربائية المستخدمة‪ ،‬وتستخدم في بعض ال أجهزة لتحويل الطاقة الكهربائية اإلى طاقة الحرارية‪.‬‬ ‫هناك اأنواع واأشكال متعددة للمقاومات‪ ،‬ولها قيم متعددة وتكون مصنوعة من مواد مختلفة‪ ،‬اأكثرها‬ ‫شيوعاً المقاومات الفل ّزية‪ ،‬والمقاومات الكربونية التي عادة ما تكون مخلوط ًة مع موا َّد اأخرى‪.‬وتُع ّد‬ ‫المقاومات الكربونية اأكثر استخداماً من المقاومات الفلزية في الدارات ال لكترونية؛ ل أنها اأقل تكلفة‪.‬‬ ‫قياس المقاومة‪:‬‬ ‫تُقاس المقاومة ب َوحدة ال أوم‪ ،‬نسبة اإلى العالم ال ألماني اأوم‪ ،‬و ُيرمز‬ ‫لها بالرمز (‪.)Ω‬تحتوي ال أجهزة الكهربائية على مقاومات متعددة‪،‬‬ ‫بقيم متعددة من الملي اأوم اإلى ملايين ال أومات‪.‬ويمكن اأن تُقاس‬ ‫المقاومات بشكل مباشر بجهاز ال أوميتر ‪.Ohmmeter‬‬ ‫الشكل (‪ )4‬قياس المقاومة بجهاز المالتيميتر‬ ‫وغالباً ما يســتخدم جهاز متعدد القياســات الرقمية ‪Multimeter‬‬ ‫لقيــاس المقاومــة شــكل (‪ ،)4‬اإلــى جانــب قيــاس فــرق الجهــد‬ ‫وشــدة التيــار‪ ،‬كمــا ُذكـ َـر ســابقاً‪.‬‬ ‫ويمكن حساب المقاومات من خلال دل ل ت ال ألوان للمقاومات التي‬ ‫تحوي األواناً متعددة شكل (‪.)5‬وهناك برمج ّيات متعددة تحسب قيمة‬ ‫المقاومة بمجرد اإدخال ال ألوان الظاهرة على المقاومة‪.‬‬ ‫الشكل (‪ )5‬مقاومات متعددة ال ألوان‬ ‫المقاومات المتغيرة‪:‬‬ ‫عندما ترفع اأو تخفض صوت المذياع ف إانك تقوم بلف واإدارة قرص‪ ،‬اأنت عملياً تقوم بتغيير قيمة مقاومة‬ ‫بعض الدارات الكهربائية‪ ،‬للحصول على شدة الصوت المناسب التي ُت ّس ُمعك ول تحدث ضوضاء‬ ‫مقاومات يمكن تغيير وضبط قيمة المقاومة فيها‪،‬‬‫ٍ‬ ‫لمن حولك؛ اإ ْذ اإن العديد من ال أجهزة تتضمن‬ ‫ُتس ّمى ويوجد مقاومات تتغير استجابة للحرارة‪ ،‬وعادة تتغير المقاومة استجابة للحرارة‪ ،‬اأو الضوء‪ ،‬اأو‬ ‫فرق الجهد‪ ،‬اأو متغيرات اأخرى‪.‬‬ ‫إاضاءة‪:‬‬ ‫ابحث‪:‬‬ ‫تقــدر مقاومــة جلــد ال إ نســان الجــاف‬ ‫‪ 500000‬اأوم‪.‬‬ ‫اأبحث عن اأمثلة ل أجهزة كهربائية تدل على استخدام مقاومات متغيرة فيها‪.‬‬ ‫‪65‬‬  ‫نشاط ‪ :2‬حساب المقاومة “ قانون أاوم”‬ ‫ستقوم بفحص العلاقة بين شدة التيار المتدفق خلال مقاومة‪ ،‬وحساب قيمتها وفرق الجهد بين طرف ْيها‪.‬‬ ‫سؤال‪:‬‬ ‫ما العلاقة بين قيمة المقاومة وفرق الجهد بين طرف ْيها والتيار الكهربائي المتدفّق عبرها؟‬ ‫الفرض ّية‪ :‬اكتب فرض ّية تجيب عن السؤال السابق‪.‬‬ ‫مبادئ السلامة‪:‬‬ ‫ل تلمس المقاومات اأثناء مرور التيار الكهربائي خلالها‪ ،‬فمن ال ُم ْمكن اأن تحرق أاصابعك‪.‬‬ ‫ل تستخد ْم مصدر فرق جهد لتوليد تيار شدَّته اأكبر من ‪ 0,5‬اأمبير‪ ،‬اأو فرق جهد اأكبر من ‪ 12‬فولت‪.‬‬ ‫ال أدوات‪:‬‬ ‫اأميتــر‪ ،‬فولتميتــر‪ ،‬اأوميتــر ( يمكــن اســتخدام ملتيميتــر اإذا كان متوفــراً )‪ ،‬مصــدر للجهــد‪ ،‬اأســلاك‬ ‫نحاســية مــع ملاقــط‪ ،‬مقاومتــان كربونيتــان مختلفتــان فــي القيمــة‪ِ ،‬مفتــاح كهربائــي‪ ،‬ورق رســم بيانــي‪.‬‬ ‫المحاولة قراءة قراءة قراءة‬ ‫ال جراءات‪:‬‬ ‫إ‬ ‫الفولتميتر ال أميتر ال أوميتر‬ ‫‪1‬‬ ‫ـب الــدارة الكهربائيــة باســتخدام‬ ‫‪ -1‬ركّـ ْ‬ ‫‪2‬‬ ‫المقاومــة ال أولــى‪(.‬تذكّــ ْر‪َ :‬‬ ‫يوصــ ُل‬ ‫‪3‬‬ ‫المقاومة‬ ‫ال أميتــر علــى التوالــي اأول ً‪ ،‬ثــم‬ ‫ال أولى‬ ‫الفولتميتــر علــى التــوازي)‪.‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪-2‬انقل الجدول ال آتي اإلى دفترك‪.‬‬ ‫‪5‬‬ ‫ْ‬ ‫واضبط مصدر‬ ‫‪ -3‬اأغلــق الــدارة الكهربائيــة‪،‬‬ ‫‪1‬‬ ‫الجهــد‪ ،‬حتــى تحصــل علــى فــرق جهــد‬ ‫‪2‬‬ ‫مناســب‪.‬ســجل بدقــة فــرق الجهــد بيــن‬ ‫المقاومة‬ ‫طرفـ ّـي المقاومــة وشــدة التيــار‪.‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪ -4‬ك ـ ّرر الخطــوة ‪ 3‬ع ـدّة مــرات(‪ 4‬مــرات‬ ‫الثانية‬ ‫‪4‬‬ ‫علــى ال أقــل)‪ ،‬مغ ّيــراً قيمــة فــرق الجهــد‬ ‫‪5‬‬ ‫مــا بيــن ‪ 1‬فولــت اإلــى ‪ 6‬فولــت‪.‬‬ ‫‪66‬‬  ‫‪ -5‬غ ّير المقاومة وك ّرر الخطوات ‪ 3‬و ‪ 4‬و ‪ 5‬بقيم الجهد نفسها المستخدمة سابقاً من مصدر الجهد‪.‬‬ ‫التحليــل والتفســير‪:‬‬ ‫مــاذا يحــدث لقيمــة شــدة التيــار مــع زيــادة فــرق الجهــد مــع كل مقاومــة؟‬ ‫قار ْن بين قيم شدة التيار الما ّر َع ْبر ك ّل مقاومة‪ ،‬عند تزويد الدارة بالجهد نفسه من مصدر الجهد‪.‬‬ ‫ماذا يمثل الخط الناتج من توصيل النقاط الممثلة في الرسم البياني؟‬ ‫ال ستنتاج والتطبيق‪:‬‬ ‫ع ّب ْر عن علاقة رياضية تربط كلًّا من قيمة المقاومة‪ ،‬وشدّة التيار‪ ،‬وفرق الجهد‪.‬‬ ‫تمكّــن العالــم ال ألمانــي اأوم عــام ‪ 1826‬مــن التوصــل اإلــى العلاقــة التــي‬ ‫إاضاءة‪:‬‬ ‫وس ـ ّميت‬ ‫أ‬ ‫هنــاك مقاومــات ل تتبــع قانــون اوم‬ ‫تربــط فــرق الجهــد (جـــ) بشــدة التيــار (ت) والمقاومــة (م)‪ُ ،‬‬ ‫تسمى مقاومات ل اأومية‪.‬‬ ‫العلاقــة باســمه (قانــون اأوم)‪ ،‬الــذي ينــص علــى اأنّ‪ :‬عنــد ثبــوت درجــة‬ ‫الحــرارة ف ـ إان‪:‬‬ ‫شدة التيار تتناسب طردياً مع فرق الجهد بين طرفي المقاومة‪.‬‬ ‫المقاومة (م) = فرق الجهد (جـ)‬ ‫أاي أان‪:‬‬ ‫شدة التيار (ت)‬ ‫جدول رقم (‪ )1‬العلاقات التي تربط كل من المقاومة وفرق الجهد وشدة التيار الكهربائي‪.‬‬ ‫طريقة القياس‬ ‫المتغير الرمز الوحدة طريقة الحساب‬ ‫فولتميتر‬ ‫فرق الجهد جـ فولت جـ = م ‪ X‬ت‬ ‫اأميتر‬ ‫ت = جـ ‪ /‬م‬ ‫شدة التيار ت اأمبير‬ ‫اأوميتر‬ ‫م = جـ ‪ /‬ت‬ ‫اأوم‬ ‫م‬ ‫المقاومة‬ ‫ف ّكر‪ :‬اأ ُ‬ ‫رصد صيغ اأخرى لوحدة قياس المقاومة غير ال أوم‪.‬‬ ‫‪67‬‬  ‫جدول(‪ )2‬فرق الجهد في بيوت بعض دول العالم*‬ ‫فرق الجهد‬ ‫مثــال(‪ :)1‬لد ْيــك ســخّا ٌن كهربائــي‪ ،‬احســب‬ ‫الدولة‬ ‫(فولت)‬ ‫مقاومتــه‪ ،‬اإذا كانــت شــدة التيــار الــذي يســري فيــه ‪12.5‬‬ ‫‪100‬‬ ‫اليابان‬ ‫‪1‬‬ ‫اأمبيــر‪(.‬اســتعن بجــدول‪.)2‬‬ ‫‪120‬‬ ‫الول يات المتحدة‬ ‫‪2‬‬ ‫الحل‪:‬‬ ‫شدة التيار= ‪ 12,٥‬أامبير‪ ،‬فرق الجهد = ‪ 22٠‬فولت‬ ‫‪120‬‬ ‫كندا‬ ‫‪3‬‬ ‫فرق الجهد (جـ)‬ ‫‪12٧‬‬ ‫المكسيك‬ ‫‪4‬‬ ‫المقاومة (م) =‬ ‫شدة التيار (ت)‬ ‫‪220‬‬ ‫فلسطين‬ ‫‪5‬‬ ‫‪22٠‬‬ ‫= ‪ 1٧,٦‬أاوم‬ ‫=‬ ‫‪220/12٧‬‬ ‫السعودية‬ ‫‪6‬‬ ‫‪12,٥‬‬ ‫ســؤال‪ :‬اإذا ســافرت اإلــى كنــدا‪ ،‬واأخــذت س ـخّانك‬ ‫‪230/115‬‬ ‫كوبا‬ ‫‪٧‬‬ ‫الكهربائــي معــك‪ ،‬مــا مقــدار شــدة التيــار المــا ّر فــي مقاومة‬ ‫‪250-220‬‬ ‫جنوب افريقيا‬ ‫‪8‬‬ ‫السـ ّخان؟ مــاذا تســتنتج؟‬ ‫‪230‬‬ ‫المانيا‬ ‫‪9‬‬ ‫‪230‬‬ ‫بريطانيا‬ ‫‪10‬‬ ‫مثال(‪:)2‬الشــكل (‪ )6‬يمثــل العلاقــة بيــن فــرق‬ ‫‪230‬‬ ‫ال ردن‬ ‫‪11‬‬ ‫الجهــد وشــدة التيــار المــار بمصبــاح كهربائــي‪ ،‬احســب‪:‬‬ ‫‪230‬‬ ‫استرااليا‬ ‫‪12‬‬ ‫مقاومة سلك المصباح‪.‬‬ ‫‪240‬‬ ‫قطر‬ ‫‪13‬‬ ‫قيمــة شــدة التيــار المــار فــي ســلك المصبــاح‪ ،‬عندمــا‬ ‫‪250‬‬ ‫اليمن‬ ‫‪14‬‬ ‫يكــون فــرق الجهــد بيــن طرفيــه ‪ 9‬فولــت‪.‬‬ ‫* اإن اخت ــلاف ف ــروق الجه ــد ف ــي ال ــدول المختلف ــة يتطل ــب مح ــول ت عن ــد‬ ‫قيمــة فــرق الجهــد بيــن طرفـ ّـي ســلك المصبــاح‪ ،‬اإذا‬ ‫اس ــتخدام ال أجه ــزة فيه ــا‪.‬‬ ‫كانت شدة التيار الما ّر فيه ‪ 6‬اأمبير‪.‬‬ ‫الحل‪:‬‬ ‫ل إ يجاد المقاومة نجد ميل الخط المستقيم‬ ‫= ‪ 2‬أاوم‬ ‫المقاومة = جـ‪ – 2‬جـ‪2 – 4 = 1‬‬ ‫‪1–2‬‬ ‫ت‪ – 2‬ت‪1‬‬ ‫فرق الجهد = ‪ 9‬فولت ‪ ،‬المقاومة = ‪Ω2‬‬ ‫= ‪ 4,5 = 9‬اأمبير‬ ‫شدة التيار = فرق الجهد‬ ‫‪2‬‬ ‫المقاومة‬ ‫شدة التيار = ‪ 6‬اأمبير ‪ ،‬المقاومة = ‪Ω 2‬‬ ‫شكل (‪)6‬‬ ‫فرق الجهد = شدة التيار ‪ X‬المقاومة‬ ‫= ‪ 12 =2 X 6‬فولت‬ ‫‪68‬‬  ‫‪ :2-2‬طرق توصيل المقاومات في الدارات الكهربائية‬ ‫ال أجهــزة الكهربائيــة التــي تســتخدمها فــي البيــت‪ ،‬مثــل المصابيــح‪ ،‬والتلفــاز‪ ،‬والفــرن‪ ،‬والثلاجــة‪،‬‬ ‫والحاســوب‪...‬كلّهــا تشــتمل علــى دارات اأكثــر تعقيــداً‪.‬والجانــب الج ّيــد اأ ّن تشــغيل اأ ّي جهــاز منهــا يكــون‬ ‫بمعـز ٍِل عــن ال آخــر‪.‬فكيــف يتـ ّم وصــل العناصــر فــي الــدارات الكهربائيــة‪ ،‬وال أجهــزة فــي الــدارة الكهربائيــة‬ ‫الكاملــة للبيــت؟ ومــا علاقــة طريقــة توصيــل عناصــر الــدارة الكهربائيــة بشــدة التيــار المــا ّر فــي كل منهــا؟‬ ‫لتوصيــل المقاومــات فــي الــدارة الكهربائيــة طريقتــان‪ :‬التوصيــل علــى التوالــي‪ ،‬والتوصيــل علــى التــوازي‪.‬‬ ‫‪ 1-2-2‬توصيل المقاومات على التوالي‪:‬‬ ‫اأنظــر الشــكل(‪ )٧‬الــذي يمثّــل اأنموذج ـاً لتوصيــل المقاومــات‬ ‫الكهربائيــة علــى التوالي‪.‬اأجــب عــن ال أســئلة ال آتيــة‪:‬‬ ‫مــا علاقــة شــدة التيــار المــا ّر بــك ّل مقاومــة م‪ ،1‬م‪ ،2‬م‪، 3‬‬ ‫وشــدة التيــار الكلــي فــي الــدارة الكهربائيــة؟‬ ‫ـي ك ٍّل من المقاومات الشــكل (‪ )٧‬التيــار الكهربائــي فــي الــدارة لــه مســار‬ ‫مــا علاقــة قيمــة فــرق الجهد بين طرفـ ّ‬ ‫واحــد والمقاومــات الثــلاث موصولــة علــى التوالــي‬ ‫الثلاثـ ًة‪ ،‬وفــرق الجهد الكلّي فــي الدارة الكهربائية؟‬ ‫عندمــا تكــون المقاومــات فــي الــدارة موصولــة علــى التوالــي‪،‬‬ ‫ف ـ إان التيــار يســري فــي اتجــاه واحــد‪ ،‬وجميــع الشــحنات تنتقــل فــي مقاومــات الــدارة الكهربائيــة‪،‬‬ ‫وتكــون شــدة التيــار عبــر جميــع المقاومــات متســاوي ًة‪ ،‬اأي اأ ّن التيــار الكلــي = ت‪ = 1‬ت‪ = 2‬ت‪،3‬‬ ‫فــي حيــن يكــون فــرق الجهــد الكلّــي فــي الــدارة مــن مصــدر‪ ،‬اأو البطاريــات مســاوياً لمجمــوع فــروق‬ ‫طرفي المقاومات؛ اأي اأ ّن فرق الجهد الكلي= جـ ‪ + 1‬جـ ‪ + 2‬جـ ‪. 3‬‬ ‫الجهد على ّ‬ ‫‪ 2-2-2‬توصيل المقاومات على التوازي‪:‬‬ ‫اأنظــر الشــكل (‪ )8‬الــذي يمثــل اأنموذجـاً لتوصيــل المقاومــات‬ ‫ـب عــن ال أســئلة ال آتيــة‪:‬‬ ‫علــى التــوازي‪ ،‬اأجـ ْ‬ ‫الشــكل (‪ )8‬التيــار الكهربائــي فــي الــدارة يتفــرع‬ ‫مــاذا يحــدث للتيــار الكلــي للــدارة الكهربائيــة‪ ،‬عندمــا‬ ‫فــي اأكثــر مــن مســار والمقاومــات الثــلاث موصولــة‬ ‫يصــادف تفرعــات فــي طريقــه؟‬ ‫علــى التــوازي‬ ‫‪69‬‬  ‫ما علاقة شدة التيار الما ّر بكل مقاومة م‪ ،1‬م‪ ،2‬م‪ 3‬وشدة التيار الكلي في الدارة الكهربائية؟‬ ‫مــا علاقــة قيمــة فــرق الجهــد بيــن طرفـ ّـي ك ٍّل مــن المقاومــات الثــلاث‪ ،‬وفــرق الجهــد الكلــي فــي‬ ‫الــدارة الكهربائيــة؟‬ ‫عندمــا يجــد التيــار اأمامــه عـدّة مســارات اأو تفرعــات‪ ،‬ف إانــه ينقســم خــلال التفرعــات اأو اأجــزاء الــدارة‪،‬‬ ‫ول أن شــدة التيــار محفوظــة‪ ،‬لــذا فـ إان التيــار الكلــي يكــون مســاوياً لمجمــوع التيــارات الفرعيــة؛ اأ ّي‬ ‫ا ّن ت الكلــي = ت‪ +1‬ت‪ +2‬ت‪.3‬فــي حيــن يكــون فــرق الجهــد الكلــي مســاوياً لفــرق الجهــد عبــر‬ ‫‪3‬‬ ‫ك ّل دارة فرعية‪.‬اأ ّي اأ ّن فرق الجهد الكلي = جـ ‪ = 1‬جـ ‪ = 2‬جـ‬ ‫ـلات علــى التــوازي فــي اآن‬ ‫ـلات علــى التوالــي‪ ،‬وتوصيـ ٍ‬ ‫ُيمكــن اأ ْن تتض ّمـ َـن الــدارة الكهربائيــة توصيـ ٍ‬ ‫واحــد‪ ،‬اإ ّن ك ّل نــو ٍع مــن هــذه التوصيــلات لــه خصائصــه واأهميتــه‪ ،‬حســب الحالــة التــي ُيــراد اأ ْن يعمــل‬ ‫بهــا الجهــاز‪.‬وهــذا مــا ستكتشــفه خــلال هــذه الوحــدة‪.‬‬ ‫نشاط (‪ :)٣‬توصيل المقاومات على التوالي‬ ‫سوف تكتشف خلال هذا ال ستقصاء توصيل المقاومات على التوالي وعلاقته بشدة التيار‪.‬‬ ‫السؤال‪:‬‬ ‫كيف يؤثر توصيل المقاومات على التوالي في الدارة الكهربائية على شدة التيار الما ّر فيها؟‬ ‫الفرض ّية‪:‬‬ ‫اكتــب فرض ّيــ ًة يمكــن اأن تجيــب عــن الســؤال الســابق‪ ،‬اأ ّي‪ :‬مــاذا تتوقّــع اأ ْن تكــون العلاقــة بيــن‬ ‫قيمــة المقاومــة الكليــة فــي الــدارة الكهربائيــة والمقاومــات المســتخدمة فيهــا؟ وكيــف ســيؤثر اإضافــة‬ ‫مقاومــات علــى شــدة التيــار الكلّــي؟‬ ‫جدول‪ 1‬التوصيل على التوالي‬ ‫ال أدوات‪:‬‬ ‫شدّة التيار فرق الجهد‬ ‫بطاريتــان‪ ،‬مقاومتــان معلومتــان‪ ،‬اأميتــر‪ ،‬فولتميتــر‪،‬‬ ‫مقاومة (‪)1‬‬ ‫اأســلاك كهربائيــة‪ ،‬مفتــاح‪.‬‬ ‫مقاومــة (‪ )2‬موصولــة‬ ‫ال جراءات‪:‬‬ ‫إ‬ ‫علــى التوالــي‬ ‫المقاومتــان معــا (‪)1‬‬ ‫انقل الجدول ال آتي اإلى دفترك‪.‬‬ ‫كـ ّو ْن دار ًة كهربائيــة‪ ،‬واربــط المقاومــة لتشـكّل و(‪ )2‬علــى التوالــي‬ ‫دارة مغلقــة‪.‬‬ ‫‪70‬‬  ‫طرفي المقاومة‪ ،‬وشدة التيار الما ّر فيها‪.‬‬ ‫ق ْم بقياس فرق الجهد عند ّ‬ ‫س ّج ْل قراءة ال أميتر‪ ،‬وقراءة الفولتيمتر‪.‬‬ ‫ـف المقاومــة الثانيــة اإلــى الــدارة؛ بحيــث توصــل جميــع ال أجــزاء علــى‬ ‫اأضـ ْ‬ ‫التوالــي‪ ،‬كمــا فــي الشــكل (‪.)9‬‬ ‫س ّج ْل قراءة ال أميتر والفولتميتر عند ّ‬ ‫طرفي م‪.2‬‬ ‫الشــكل(‪ )9‬مقاومتــان فــي دارة‬ ‫قــم بقيــاس شــدة التيــار وفــرق الجهــد عنــد طرفــي المقاومتيــن‬ ‫موصولتــان علــى التوالــي‬ ‫معاً‪.‬‬ ‫التحليل والتفسير‪:‬‬ ‫وظّ ْ‬ ‫ف قانون اأوم في حساب قيمة المقاومة الكل ّية‪ ،‬في حال وص ْل َت المقاومتين معاً على التوالي‪.‬‬ ‫ال ستناج والتطبيق‪:‬‬ ‫ما علاقة ك ٌّل ِمن م‪ ، 1‬م‪ 2‬بالمقاومة المحسوبة‪ ،‬عند توصيل المقاومتين معاً على التوالي‪.‬‬ ‫نشاط ‪ :٤‬توصيل المقاومات على التوازي‬ ‫سوف تكتشف خلال هذا ال ستقصاء توصيل المقاومات على التوازي وعلاقته بشدة التيار‪.‬‬ ‫السؤال‪:‬‬ ‫كيف يؤثر توصيل المقاومات على التوازي في الدارة الكهربائية على شدة التيار الما ّر فيها؟‬ ‫الفرض ّية‪:‬‬ ‫اكتــب فرض ّي ـ ًة‪ ،‬يمكــن اأ ْن تجيــب عــن الســؤال الســابق‪ ،‬اأ ّي‪ :‬مــاذا تتوقــع اأن تكــون العلاقــة بيــن‬ ‫قيمــة المقاومــة الكليــة فــي الــدارة الكهربائيــة والمقاومــات المســتخدمة فيهــا؟ وكيــف ســيؤثر اإضافــة‬ ‫مقاومــات علــى شــدة التيــار المــا ّر فيهــا؟‬ ‫ال أدوات‪:‬‬ ‫بطاريتان‪ ،‬مقاومتان معلومتان‪ ،‬اأميتر‪ ،‬فولتميتر‪ ،‬اأسلاك كهربائية‪ ،‬مفتاح‪.‬‬ ‫‪71‬‬  ‫جدول‪:2‬التوصيل على التوازي‬ ‫ال جراءات‪:‬‬ ‫إ‬ ‫شدّة التيار فرق الجهد‬ ‫مقاومة (‪)1‬‬ ‫انقل الجدول ال آتي اإلى دفترك‪.‬‬ ‫كـ ّو ْن دار ًة كهربائيــة‪ ،‬واربــط المقاومة‪ ،‬لتشـكّل مقاومــة (‪ )2‬موصولــة‬ ‫علــى التــوازي‬ ‫دار ًة مغلقة‪.‬‬ ‫قـ ْم بقيــاس فــرق الجهــد علــى طرفـ ّـي المقاومــة‪،‬‬ ‫المقاومتــان معــا (‪)1‬‬ ‫وشــدة التيــار المــا ّر فيهــا‪.‬‬ ‫و(‪ )2‬علــى التــوازي‬ ‫س ّجل قراءة ال أميتر وقراءة الفولتيمتر‪.‬‬ ‫ـف المقاومــة الثانيــة اإلــى الــدارة‪ ،‬بحيــث توصــل‬‫اأضـ ْ‬ ‫جميــع ال أجــزاء علــى التــوازي كمــا فــي الشــكل (‪.)10‬‬ ‫س ّجل قراءة ال أميتر والفولتميتر عند ّ‬ ‫طرفي م‪.2‬‬ ‫طرفــي‬ ‫ّ‬ ‫قــ ْم بقيــاس شــدة التيــار وفــرق الجهــد عنــد‬ ‫الشكل (‪ )10‬مقاومتان في دارة موصولتان على التوازي‬ ‫المقاومت ْين معاً‪.‬‬ ‫التحليل والتفسير‪:‬‬ ‫وظّ ْ‬ ‫ف قانون اأوم في حساب قيمة المقاومة الكلية‪ ،‬عند توصيل المقاومت ْين معاً على التوازي‪.‬‬ ‫ال ستنتاج والتطبيق‪:‬‬ ‫من‪ :‬م‪ 1‬وم‪ 2‬بالمقاومة المحسوبة عند توصيل المقاومت ْين معاً على التوازي؟‬ ‫ما علاقة ك ٍّل ْ‬ ‫‪ ٣-2‬حساب المقاومة المكافئة‪:‬‬ ‫ُيمكــن اأ ْن تحتــوي الــدارات الكهربائيــة العديــد مــن المقاومــات‪ ،‬ويمكــن ال ســتعاضة عــن مجموعــة‬ ‫مــن المقاومــات بمقاومــة واحــدة‪ ،‬تس ـ ّمى المقاومــة المكافئــة‪ ،‬دون اأ ْن يحــدث اأ َّي تغييــر فــي شــدة‬ ‫التيــار الكلّــي المــا ّر فــي الــدارة الكهربائيــة‪.‬ويت ـ ّم حســاب قيمــة المقاومــة المكافئــة حســب طريقــة‬ ‫توصيــل المقاومــات (التوالــي والتــوازي)‪.‬‬ ‫‪72‬‬  ‫ف إاذا تم وصل المقاومات م‪ ،1‬م‪ ،2‬م‪ ،.... ،3‬م ن على التوالي ف إانّ‪:‬‬ ‫المقاومة المكافئة مك= م‪+ 1‬م‪ + 2‬م‪ +... +٣‬م ن ‪)1(......................‬‬ ‫اأما اإذا ت ّم ربط المقاومات م‪ ، 1‬م‪ ، 2‬م‪..... 3‬م ن على التوازي ف إان‪:‬‬ ‫‪)2(................ 1 +... + 1 + 1 + 1 = 1‬‬ ‫ن‬ ‫م‬ ‫‪٣‬‬ ‫مك م ‪ 1‬م ‪ 2‬م‬ ‫قمت به‪ ،‬تح ّق ْق من قيمة المقاومة المكافئة‪ ،‬باستخدام العلاقتين (‪.)2( ،)1‬‬ ‫في ال ستقصاء الذي َ‬ ‫مثال(‪:)1‬‬ ‫احسب المقاومة المكافئة‪.‬‬ ‫ْ‬ ‫في الشكل المجاور‬ ‫المقاومتان‪50‬اأوم‪100 ،‬اأوم على التوازي‪.‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1 1‬‬ ‫‪100‬‬ ‫=‬ ‫‪100‬‬ ‫‪+‬‬ ‫مك = ‪50‬‬ ‫مك = ‪ 33,3‬اأوم‬ ‫المقاومتان ‪ 33,3‬اأوم و ‪ 80‬اأوم على التوالي‬ ‫المقاومة المكافئة الكلية = ‪ 113,3 = 80 + 33,3‬اأوم‬ ‫سؤال‪:‬‬ ‫لد ْيك مقاومتان متساويتان مقدار كل منهما ‪ 6‬اأوم‪:‬‬ ‫ح ّد ْد كيف يمكنك توصيلهما في دارة كهربائية‪ ،‬للحصول على مقاومة جديدة من المقاومتين‪.‬‬ ‫استعن بالرسم لتمثيل حال ت طرق توصيلك للمقاومتين‪.‬‬ ‫ج ْد قيمة المقاومة المكافئة في ك ّل حالة‪.‬‬ ‫ماذا تستنتج؟‬ ‫نشاط(‪ :)٥‬العوامل التي تعتمد عليها المقاومة الكهربائية‬ ‫سؤال‪:‬‬ ‫ما العوامل التي تعتمد عليها قيمة المقاومة الكهربائية؟ هل للمواد المختلفة مقاومات مختلفة؟‬ ‫الفرض ّية‪:‬‬ ‫اأكتب فرض ّي ًة تجيب عن سؤال العوامل التي تعتمد عليها قيمة المقاومة الكهربائية‪.‬‬ ‫‪73‬‬  ‫ال أدوات‪:‬‬ ‫بطاريــات (مصــدر جهــد)‪ ،‬اأســطوانات جرافيــت (يمكــن اســتخدام رصاصــات اأقــلام رصــاص باأطـ ٍ‬ ‫ـوال‬ ‫مختلفــة‪ ،‬مثــلا ً ‪10‬ســم‪ ،‬و ‪5‬ســم‪ ،‬واأقطــار مختلفــة)‪ ،‬اأوميتــر اأو ملتميتــر‪ِ ،‬مفتــاح‪.‬‬ ‫جدول‪ :‬العوامل المؤثرة على المقاومة‬ ‫ال جراءات‪:‬‬ ‫إ‬ ‫قراءة ال أوميتر‬ ‫الخصائص‬ ‫المادة‬ ‫‪10‬سم‬ ‫الجرافيت‬ ‫‪ -1‬انقل الجدول المجاور اإلى دفترك‪.‬‬ ‫‪ -2‬ركّ ْب دار ًة كهربائية مســتخدماً اأســطوانة‬ ‫‪5‬سم‬ ‫الجرافيــت ال أولى ( ‪10‬ســم)‪.‬‬ ‫‪10‬سم قطر مختلف‬ ‫‪ -3‬اأغلق الدارة الكهربائية وس ّجل قراءة ال أوميتر‪.‬‬ ‫‪ -4‬ك ّرر الخطوة ‪ 2‬و ‪ ، 3‬مســتخدماً جميع‬ ‫اأســطوانات الجرافيــت‪،‬ك ّل على حدة‪.‬‬ ‫التحليل والتفسير‪:‬‬ ‫ما تاأثير طول السلك أاو ال سطوانة على قيمة المقاومة؟‬ ‫ما تاأثير قطر السلك‪ ،‬أاو ال أسطوانة على قيمة المقاومة؟‬ ‫لــو اســتخدمت مــادة اأخــرى كالنحــاس مثــلاً‪ ،‬وبمواصفــات اأســطوانات الجرافيــت نفســها‪ ،‬مــن حيــث‬ ‫الطــول والقطــر ( ِمســاحة المقطــع )‪ ،‬هــل تتوقّــع اأ ْن يؤثــر ذلــك علــى قيمــة المقاومــة؟ ف ّســر توقعــك‪.‬‬ ‫ال ستنتاج والتطبيق‪:‬‬ ‫ـت اإليهــا فــي اإجابتــك عــن الســؤال الرئيســي‪ :‬مــا العوامــل التــي‬ ‫اكتــب مل ّخصـاً ل أبــرز النتائــج التــي ّ‬ ‫توصلـ َ‬ ‫تعتمــد عليهــا قيمــة المقاومــة الكهربائيــة؟ هــل المــواد المختلفــة لهــا مقاومــات كهربائيــة مختلفــة؟‬ ‫وجدت أانّ‪ :‬مقاومة موصل تعتمد على‪:‬‬ ‫َ‬ ‫م ّما سبق‬ ‫طول الموصل‪ :‬اإذ تزداد مقاومة الموصل بازدياد طوله‪.‬‬ ‫ِمساحة مقطع الموصل‪ :‬اإذ تزداد مقاومة الموصل بنقصان ِمساحة مقطعه‪.‬‬ ‫نــوع المــادة‪ :‬تختلــف مقاومــة الموصــل باختــلاف المــادة المصنــوع منهــا‪ ،‬بثبــوت درجــة الحــرارة‬ ‫والضـ ْوء؛ لــذا تم ّيــز ك ّل مــاد ٍة بمــا يعــرف بالمقاومــة النوعيــة ( المقاوم ّيــة )‪ ،‬و ُيرمــز لهــا بالرمــز (‪)ρ‬‬ ‫‪74‬‬  ‫وبربط العوامل الثلاثة السابقة‪ ،‬ف إان‪:‬‬ ‫إاضاءة‪:‬‬ ‫أ‬ ‫المقاوميــة معكــوس الموصليــة اي‬ ‫اأن المقاوميــة = ‪1‬‬ ‫مقاومة السلك= المقاومية × طول السلك‬ ‫الموصلية‬ ‫مساحة المقطع‬ ‫عنــد الحديــث عــن المقاومــة ل بــد مــن التمييــز بيــن مفهوميــن اأساسـ ّي ْين‬ ‫إاضاءة‪:‬‬ ‫لخصائــص المــواد‪ ،‬همــا الموصل ّيــة والمقاوم ّيــة؛ فالموصل ّيــة خاص ّيــة‬ ‫هنــاك بعــض المقاومــات التــي‬ ‫تتاأثــر باإختــلاف درجــة الحــرارة؛‬ ‫تع ّبـ ُـر عــن قــدرة المــادة علــى توصيــل التيــار الكهربائــي خلالهــا‪.‬وتُعــرف‬ ‫فالنحــاس مثــلا تــزداد مقاومتــه مــع‬ ‫زيــادة درجــة الحــرارة علــى عكــس‬ ‫المقاوميــة باأنهــا مقــدار مقاومــة ســلك فلــ ّزي طولــه ‪ 1‬ســم‪ ،‬و ِمســاحة‬ ‫الكربــون الــذي تقــل مقاومتــه مــع‬ ‫يوضــح مقاوم ّيــة بعــض المــواد‪.‬‬ ‫مقطعــه ‪ 1‬ســم‪.2‬والجــدول (‪ّ )3‬‬ ‫زيادة درجة الحرارة‪.‬‬ ‫جدول (‪ :)3‬مقاوم ّية بعض المواد عند درجة ‪ 20‬درجة مئوية‬ ‫من جدول ‪:٣‬‬ ‫المقاوم ّية ( أاوم‪.‬سم)‬ ‫المادة‬ ‫س ّم بعض المواد الموصلة‪.‬‬ ‫‪6-‬‬ ‫‪10 × 1,59‬‬ ‫الفضة‬ ‫اأيّهما اأكثر موصل ّية‪ :‬الفضة اأم التنجستون؟‬ ‫لمــاذا يتـ ّم تغليــف ال أســلاك الكهربائيــة بمــادة‬ ‫‪6-‬‬ ‫‪10 × 1,68‬‬ ‫نحاس‬ ‫مطاطية‪ ،‬اأو بلاستيكية‪.‬‬ ‫‪6-‬‬ ‫‪10 × 5,6‬‬ ‫التنجستون‬ ‫مثال‪:‬‬ ‫‪3-‬‬ ‫‪10 × 3,5‬‬ ‫كربون (جرافيت)‬ ‫احســب مقاومــة ســلك نحاســي طولــه ‪ 2‬متــر‬ ‫‪20‬‬ ‫ماء البحر‬ ‫ِومســاحة مقطعــه ا ســم‪.2‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪10 × 6,4‬‬ ‫سيليكون‬ ‫الحل‪:‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪10 – 1210‬‬ ‫الزجاج‬ ‫طول السلك ل = ‪2‬م = ‪200‬سم‬ ‫مساحة المقطع س = ‪1‬سم‪2‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪10‬‬ ‫مطاط‬ ‫المقاوم ّية (المقاومة النوعية) =‬ ‫‪16‬‬ ‫‪10‬‬ ‫الخشب الجاف‬ ‫‪ 6-10 × 1,68‬اأوم ‪.‬سم‬ ‫‪1٧‬‬ ‫‪10‬‬ ‫كبريت‬ ‫‪ 6-10 × 1,68‬اأوم ‪.‬سم ×‪ 200‬سم‬ ‫‪18‬‬ ‫( ‪10 × ) 3,3- 1,3‬‬ ‫الهواء‬ ‫م=‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬سم‬ ‫= ‪ 4-10× 3,36‬اأوم‬ ‫‪75‬‬  ‫أاسئلة الدرس الثاني‬ ‫‪ -1‬في الشكل ْين المجاور ْين‪:‬‬ ‫اأ ُّي المصباحين مقاوم ُته اأكبر؟ ف ّس ْر اإجابتك‪.‬‬ ‫‪ -2‬وظّ ْ‬ ‫ــف قانــون اأوم فــي اإيجــاد‬ ‫القيــم المفقــودة فــي ال أشــكال ال آتيــة‪:‬‬ ‫احسب‪:‬‬ ‫ْ‬ ‫‪ -3‬في الشكل المجاور‪ ،‬اإذا اأغلقت الدارة الكهربائية‬ ‫المقاومة المكافئة‪.‬‬ ‫شدة التيار ت‪ ،1‬ت‪.2‬‬ ‫َف ْرق الجهد على المقاومة ‪ 3‬اأوم‪.‬‬ ‫ســلكان (اأ و ب) اأســطوان ّيا الشــكل‪ ،‬لهمــا الطــول نفســه‪ ،‬ومصنوعــان مــن المــادة نفســها‪ ،‬فـ إاذا‬ ‫كانــت مقاومــة الســلك ( اأ ) اأربعــة اأضعــاف الســلك (ب)‪.‬كــم مــر ًة يزيــد قطــر الســلك (ب) عــن‬ ‫قطــر الســلك (اأ)؟‬ ‫‪76‬‬  ‫ال أعمدة الكهربائيــــــــــة والقوة الدافعة الكهربائية‬ ‫الدرس‬ ‫(‪)٣‬‬ ‫يوجــد لــدى بعــض ال أفــراد مشــكلة طب ّيــة فــي مســتوى‬ ‫ال إ شــارات الكهربائيــة التــي تنظّــم نبضــات القلــب‪.‬وعــادة‬ ‫مــا يقــوم ال أطبــاء بزراعــة جهــازٍ‪ ،‬يســ ّمى جهــاز تنظيــم‬ ‫ضربــات القلــب ‪ ، Pacemaker‬تحــت الجلــد بالقــرب‬ ‫مــن الكتــف‪ ،‬يتـ ّم ربطــه مــع القلــب‪ ،‬كمــا هــو موضــح فــي‬ ‫الشــكل (‪.)1‬هــذا الجهــاز يعطــي كميــة قليلــة مــن التيــار‬ ‫فــي فتــرات منتظمــة‪ ،‬للحفــاظ علــى نبــض القلــب بشــكل‬ ‫طبيعــي‪.‬اإن الكهربــاء المســتخدمة لعمــل الجهــاز تاأتــي مــن‬ ‫خليــة الكتروكيميائيــة نتيجــة للتفاعــلات الكيميائيــة بيــن‬ ‫الشكل (‪ )1‬جهاز تنظيم ضربات القلب‬ ‫المواد المك ّونة لها‪.‬‬ ‫هنــاك خلايــا عديــدة اأخــرى تحتــوي علــى مــواد كيميائيــة تشـكّل مــا يسـ ّمى ال أعمــدة الكهربائيــة‪،‬‬ ‫اأو البطاريــات التــي تُنتــج طاق ـ ًة تســاعد علــى ســريان تيــار كهربائــي‪ ،‬تُســتخدم فــي مجــال ت متعــددة‬ ‫في الحياة اليومية‪.‬فما ال أعمدة الكهربائية “ البطاريات” ؟ وما استخداماتها؟ وكيف تعمل؟‬ ‫‪ :1-٣‬ال أعمدة الكهربائية‪:‬‬ ‫تـ ّم اكتشــاف فكــرة عمــل ال أعمدة الكهربائيــة بعد تجارب‬ ‫العالــم ال إ يطالــي جلفانــي ‪)1٧98 -1٧3٧( Galvani‬‬ ‫اليساندرو فولتا‬ ‫التــي هــدف منهــا اإثبــات العلاقــة بيــن الحيــاة والكهربــاء؛‬ ‫ـظ فــي تجاربــه اأ ّن عضــلات اأرجــل الضفــدع‬ ‫حيــث ل حـ َ‬ ‫الميــت قــد انتفضــت عندمــا ل مســت قضيبيــن فلزيــن مختلفيــن‪ ،‬والتــي‬ ‫اأدت اإلــى نظريتــه؛ اأن هنــاك كهربــاء محــددة فــي الحيوانــات تُولــد فــي‬ ‫الدمــاغ‪ ،‬وتنتقــل عبــر ال أعصــاب‪ ،‬وتُخ ـ ّزن فــي العضلات‪.‬لك ـ ّن فولتــا‬ ‫(‪ )182٧-1٧45‬اآمــن اأ ّن الكهربــاء تاأتــي مــن مـ ٍ‬ ‫ـكان اآخــر‪ ،‬واأ ّن المعــاد َن‬ ‫التــي اســتخدمها جلفانــي‪ ،‬التــي كانــت علــى طاولــة البحــث لهــا علاقــة‬ ‫الشكل(‪ )2‬العمود البسيط‬ ‫‪77‬‬ ‫ـاث علــى المعــادن التــي اســتخدمها جلفانــي‪ ،‬وتمكّــن فولتــا مــن تصميــم اأول‬ ‫فــي ذلــك‪ ،‬فقــام باأبحـ ٍ‬ ‫مصــدر لفــرق جهــد كهربائــي‪ُ ،‬عــرف باســم “خل ّيــة فولتــا”‪ ،‬اأو العمــود البســيط شــكل (‪.)2‬وتـ ّم تطويــر‬ ‫بناء عليها‪ ،‬ومنها‪ :‬ال أعمدة ال أولية وال أعمدة الثانوية‪.‬‬‫العديد من ال أعمدة الكهربائية ً‬ ‫‪ 1-1-٣‬ال أعمدة الجافّة (ال أولية)‪:‬‬ ‫تتكّــو ُن البطاريــات مــن مجموعــة مــن الخلايــا شــكل (‪،)3‬‬ ‫يوجــد فــي كل خليــة مك ّونـ