صفحة 143 - كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 الدوائر ذات المقاومات

المفاهيم الأساسية

المقاومة (Resistor): مكون كهربائي يستخدم للتحكم في شدة التيار في الدائرة.

الدايود المشع للضوء (LED): مكون يضيء عند مرور تيار كهربائي فيه، وله فرق جهد أمامي محدد.

خريطة المفاهيم

```markmap

الوحدة 4: محاكاة الدوائر الإلكترونية

الدرس الثاني: مفتاح الضغط

إضافة مفتاح ضغط في الدائرة

#### خطوات الإضافة

• اختيار مفتاح الضغط من لوحة المكونات.
• وضعه على لوحة التوصيل بحيث يكون أحد طرفيه في عمود والطرف الآخر في عمود آخر.

#### توصيل المفتاح

• الأطراف القطرية تمثل النهايات المقابلة للمفتاح.
• اتجاه التيار: يتدفق من e5 إلى f3.
• يوضع المفتاح داخل الدائرة المغلقة (مثلاً في f3).

#### توصيلات لوحة التجارب

• كل مكون في العمود المرقم يرتبط مع المكونات الأخرى في نفس العمود.
• يتصل مفتاح الضغط بأحد أطراف الـ LED.
• سلك التوصيل من j3 يتصل بالجهة السالبة.

#### إغلاق الدائرة

• نقل سلك التوصيل من الطرف الموجب إلى الجانب الآخر من مفتاح الضغط.

حذف الأسلاك باستخدام لوحة المفاتيح

#### الخطوات

• تحديد سلك التوصيل (الموجب).
• الضغط على زر Delete أو Backspace.

#### مثال تطبيقي (شكل 4.19)

• الحالة الأولى: دائرة كاملة مع سلك موجب موصل.
• الحالة الثانية: دائرة غير مكتملة بعد حذف السلك الموجب.

توصيل الدوائر الكهربائية

توصيل الطرف الموجب

• يجب توصيل الطرف الموجب للبطارية بالجانب الآخر من لوحة التجارب.
• كلا جانبي لوحة الدوائر له أطراف موجبة وسالبة.

نزع الأسلاك وتحريكها

#### الخطوات

اضغط على السلك الموجب لتحديده.

حرك مؤشر الفأرة إلى نهاية السلك المتصل بلوحة الدوائر، وعند ظهور نقطة بيضاء، اضغط عليها لفصلها.

اضغط واسحب لوضع نهاية السلك على الجانب الآخر من اللوحة وتوصيله بالسلك الموجب.

#### مثال تطبيقي (شكل 4.20)

• دائرة على لوحة تجارب تحتوي على بطارية 1.5 فولت، ودايود مشع للضوء (LED) أحمر، وزر.
• يتم تسليط الضوء (بمستطيل أصفر) على نقطة التوصيل بين الكاثود الخاص بالـ LED والزر.

اكتشاف الأخطاء وتصحيحها (Troubleshooting)

فوائد محاكاة الدائرة

• اختبار وتقييم وتشخيص التصاميم الجديدة دون إنشائها فعلياً.
• اكتشاف الأخطاء وتصحيحها وجمع البيانات قبل التطبيق بالمكونات الحقيقية.
• تحديد صحة وكفاءة التصميم مسبقاً.
• تجربة تصاميم بديلة دون تكلفة وبشكل أسرع.
• توفر كمية لا حصر لها من المكونات في برامج المحاكاة.

حساسية دوائر الـ LED

• دوائر الدايودات المشعة للضوء حساسة جداً للتيار.
• يتلف الـ LED إذا تجاوز التيار الحد الأقصى المسموح به (مثل 20 ميلي أمبير).
• يجب استخدام المقاومة المناسبة لحماية الـ LED أو الدائرة من التلف.

آلية اكتشاف الأخطاء في برنامج "تينكر كاد"

• يعرض البرنامج تدفق التيار عبر عناصر الدائرة عند تشغيل المحاكاة.
• يتم التنبيه للمشكلة من خلال إظهار نجمة حمراء أعلى المكون الذي فيه المشكلة.
• مرر الفأرة على النجمة الحمراء للحصول على شرح للمشكلة.

#### مثال: مشكلة تيار زائد (شكل 4.21)

• دائرة تحتوي على بطارية 9V و LED.
• النجمة الحمراء تشير إلى مشكلة.
• يمر تيار شدته 915 ميلي أمبير في الـ LED، بينما الحد الأقصى المسموح به هو 20 ميلي أمبير.

تصحيح دائرة LED غير عاملة

مشكلة في المحاكاة

• عند محاكاة دائرة تحتوي على بطارية ودايود مشع ومفتاح ضغط، لا يضيء الـ LED.
• السبب: توصيل خاطئ للدايود المشع.

الحل

• يجب توصيل مصعد (الطرف الموجب) الـ LED بالطرف الموجب لسريان التيار الكهربائي.

قاعدة مهمة

• لا يمكن نقل المكونات أثناء تشغيل محاكاة الدائرة.

مثال توضيحي (شكل 4.22)

• دائرة على لوحة تجارب تحتوي على بطارية 1.5V و LED أحمر.
• الدائرة موصلة بشكل غير صحيح.

لتعديل الدائرة واختبار تشغيلها

#### خطوات التعديل والاختبار

إيقاف المحاكاة.

نقل الدايود المشع للضوء (LED) إلى الصف الثاني.

توصيل سلك التوصيل بالمهبط (الكاثود) الخاص بالـ LED.

بدء المحاكاة.

الضغط على مفتاح الضغط.

التأكد من إضاءة الـ LED أثناء الضغط على المفتاح.

إطفاء الـ LED عند تحرير مفتاح الضغط.

تعديل الدائرة واختيار تشغيلها

#### مثال تطبيقي (شكل 4.23)

• دائرة محاكاة تحتوي على بطارية 1.5V و LED أحمر ومفتاح ضغط على لوحة تجارب.
• تظهر حالتان للتعديل:

- الحالة الأولى: مفتاح الضغط موصل في موضع محدد (مُشار إليه بالرقم 5).

- الحالة الثانية: مفتاح الضغط موصل في موضع مختلف (مُشار إليه بالرقم 7).

الدوائر ذات المقاومات

إنشاء دائرة جديدة في تينكر كاد

#### خطوات الإنشاء

من لوحة المكونات، اختر Resistor (المقاومة) وضعها في مساحة العمل.

اضبط قيمة المقاومة على 47Ω.

اختر LED (الدايود المشع) وضعها في مساحة العمل.

اختر Battery 1.5V (بطارية) وضعها في مساحة العمل.

اضبط عدد البطاريات على 2 للحصول على جهد 3 فولت.

وصل الدائرة وابدأ المحاكاة.

حساب قيمة المقاومة المناسبة

#### الصيغة المستخدمة

R = \frac{V_{source} - V_{drop}}{I_{forward}}

#### القيم المذكورة

• جهد المصدر (V_source): 3 فولت
• فرق الجهد الأمامي للـ LED (V_drop): 2.06 فولت تقريباً
• التيار الأمامي المثالي للـ LED (I_forward): 20 مللي أمبير
• قيمة المقاومة المحسوبة (R): 47Ω

```

نقاط مهمة

• الهدف من بناء الدائرة هو تعزيز فهم مفاهيم التيار والمقاومة وفرق الجهد.
• يمكن إنشاء الدائرة باستخدام لوحة توصيل أو بدونها.
• قيمة المقاومة (47Ω) محسوبة لحماية الـ LED من التيار الزائد باستخدام الصيغة المذكورة.

الدواثر ذات المقاومات

Circuits with Resistors

في هذا الجزء من الدرس، ستنشئ دائرتين متطابقتين في نفس مساحة العمل في تطبيق دوائر تينكر كاد. ستكون الدائرة الأولى دون لوحة الدوائر، والأخرى باستخدام لوحة توصيل الدوائر. ستستخدم هذه الدوائر لاحقاً في الدرس لتعزيز مفاهيم التيار والمقاومة وفرق الجهد بشكل أفضل لديك. في كلتا الحالتين، ستنشئ دائرة لوحة مشع بسيطة بيطارية ودود مشع دون استخدام لوحة توصيل الدوائر. قم بالانتقال إلى لوحة تحكم الدوائر بالضغط على شعار تينكر كاد وإنشاء دائرة جديدة.

إنشاء دائرة جديدة:

من لوحة المكونات (Components)، اضغط على Resistor (المقاومة)، وضعها في مساحة العمل. من لوحة معاينة المقاومة، اضبط Resistance (المقاومة) على 47Ω. اضغط على LED (الدايود المشع للضوء)، وضعه على مساحة العمل. اضغط على Battery 1.5V (بطارية 1.5 فولت)، وضعها في مساحة العمل. من لوحة المعاينة الخاصة بـ Battery (بطارية 1.5 فولت)، اضبط Count (العدد) على 2 batteries (بطاريتين) لتزويد الدائرة بجهد 3 فولت. وصل الدائرة، وابدأ المحاكاة.

تحتوي الدائرة على بطارية 3 فولت ودايود مشع بفرق جهد كهربائي أمامي تبلغ قيمته 2.06 فولت تقريباً. التيار الأمامي المثالي للدايود المشع للضوء هو 20 مللي أمبير. لحساب قيمة المقاومة بوحدة الأوم تستخدم الصيغة: R = Vsource - Vdrop / Iforward مما يعني أن المقاومة يجب أن تكون 47Ω.

الدواثر ذات المقاومات Circuits with Resistors في هذا الجزء من الدرس، ستنشئ دائرتين متطابقتين في نفس مساحة العمل في تطبيق دوائر تينكر كاد. ستكون الدائرة الأولى دون لوحة الدوائر، والأخرى باستخدام لوحة توصيل الدوائر. ستستخدم هذه الدوائر لاحقاً في الدرس لتعزيز مفاهيم التيار والمقاومة وفرق الجهد بشكل أفضل لديك. في كلتا الحالتين، ستنشئ دائرة لوحة مشع بسيطة بيطارية ودود مشع دون استخدام لوحة توصيل الدوائر. قم بالانتقال إلى لوحة تحكم الدوائر بالضغط على شعار تينكر كاد وإنشاء دائرة جديدة. إنشاء دائرة جديدة: من لوحة المكونات (Components)، اضغط على Resistor (المقاومة)، وضعها في مساحة العمل. من لوحة معاينة المقاومة، اضبط Resistance (المقاومة) على 47Ω. اضغط على LED (الدايود المشع للضوء)، وضعه على مساحة العمل. اضغط على Battery 1.5V (بطارية 1.5 فولت)، وضعها في مساحة العمل. من لوحة المعاينة الخاصة بـ Battery (بطارية 1.5 فولت)، اضبط Count (العدد) على 2 batteries (بطاريتين) لتزويد الدائرة بجهد 3 فولت. وصل الدائرة، وابدأ المحاكاة. تحتوي الدائرة على بطارية 3 فولت ودايود مشع بفرق جهد كهربائي أمامي تبلغ قيمته 2.06 فولت تقريباً. التيار الأمامي المثالي للدايود المشع للضوء هو 20 مللي أمبير. لحساب قيمة المقاومة بوحدة الأوم تستخدم الصيغة: R = Vsource - Vdrop / Iforward مما يعني أن المقاومة يجب أن تكون 47Ω. --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Exercise 1 Description: Screenshot of a circuit simulation interface showing components and connections. Key Values: Resistor Name: 1, Resistor Resistance: 47 Ω, Battery Voltage: 1.5V (implied by count of 2 batteries for 3V total), LED (Diode) forward voltage: 2.06V (from sidebar text), LED forward current: 20mA (from sidebar text) Context: Visual representation of the circuit being built according to the instructions. Shows the components and their properties as described in the text and sidebar.