مختبر الفيزياء

الجهد والتيار والمقاومة.

سؤال التجربة:

ما العلاقة بين الجهد والتيار؟ وما العلاقة بين المقاومة والتيار؟

التحليل:

3. حلّل الخطأ. ما العوامل التي تؤثر في التيار في الجزء A إضافة إلى قيم المقاوِمات؟ وكيف يمكن التقليل من تأثير هذه العوامل؟

في البطاريات المثالية، يقل فرق الجهد بين طرفي البطارية مع مرور الزمن، وأي تغير في الجهد يؤثر في التيار.

4. حلّل الخطأ. ما العوامل التي تؤثر في التيار في الجزء B إضافة إلى البطاريات المضافة؟ وكيف يمكن التقليل من تأثير هذه العوامل؟

أي تغير في فرق الجهد بين طرفي البطاريات يؤثر في التيار.

الاستنتاج والتطبيق:

1. صِف. العلاقة بين المقاومة والتيار بالنظر إلى الرسم البياني الأول الذي أنشأته؟

العلاقة بين المقاومة والتيار عكسية، كلما ازدادت المقاومة يقّل التيار، والعكس صحيح.

2. استنتج. هل يحتاج المكثف الأكبر سعة إلى زمن أكبر حتى يصبح مشحوناً تماماً؟ ولماذا؟

نعم؛ لأن التيار يتناسب عكسياً مع المقاومة (Iα1/R).

3. كيف يمكنك وصف العلاقة بين الجهد والتيار بالنظر إلى الرسم البياني الثاني الذي أنشأته؟

العلاقة بين التيار والجهد خطيّة، كلام ازداد الجهد ازداد التيار.

4. لماذا افترضت وجود هذه العلاقة بين الجهد والتيار؟

توجد علاقة بينهما؛ لأن الجهد يزيد طاقة وضع الشحنات.

التوسع في البحث:

1. ما مقدار التيار الكهربائي الذي يمر في دائرة كهربائية إذا كان الجهد 3.0 V والمقاومة 20 kΩ؟ كيف حدّدت هذا التيار؟

ستكون قيمة التيار 160 µA تقريباً، إن مضاعفة الجهد تعوّض مضاعفة المقاومة.

2. بالاستعانة ببياناتك التي حصلت عليها في التجربة، هل يمكنك اشتقاق علاقة توضح العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة؟ مساعدة: انظر إلى العلاقة البيانية بين التيار وفرق الجهد، وافترض أنها خط مستقيم تمر في نقطة الأصل.

V = IR

3. كيف تتفق بياناتك مع هذه العلاقة؟ وضح إجابتك.

يجب أن تتفق البيانات بشكلٍ جيد، ولكنها قد تصبح غير متوافقة عندما يزداد التيار.

الفيزياء في الحياة:

1. اذكر بعض التطبيقات الشائعة التي تستخدم فرق جهد 240 V بدلاً من 120 V؟

تتضمن الإجابات أفران الكهرباء، ومسخنات الماء، والمجفِفات، والثلاجات.

2. لماذا تحتاج التطبيقات التي ذكرتها إلى 240 V؟ وما العواقب التي تترتب على تشغيل مثل هذه التطبيقات على جهد 120 V؟

لأن P=IV وتبقى P ثابتة فإن التيار يزداد إذا قلّ الجهد، ونتيجة لذلك فإن مقداراً أكبر من الطاقة سيُبدّد على شكل حرارة.