صفحة 167 - كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: الهندسة | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 | المادة: الهندسة | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 الفصل الثاني: الدوائر الكهربائية

المفاهيم الأساسية

لا تحتوي الصفحة على تعريفات جديدة للمفاهيم.

خريطة المفاهيم

```markmap

الوحدة 4: محاكاة الدوائر الإلكترونية

تمرين 1: محاكاة دائرة أساسية

واجهة المحاكاة

  • عنوان: Exercise 1
  • أزرار التحكم: Code، Start Simulation، Send To
  • لوحة المكونات (Components)

#### فئة Basic

  • المقاومة (Resistor)
  • الدايود المشع (LED)
  • مفتاح الضغط (Pushbutton)
  • مقياس الجهد (Potentiometer)
  • المكثف (Capacitor)
  • مفتاح الانزلاق (Slideswitch)
  • بطارية 9 فولت (9V Battery)

مثال دائرة في المحاكاة

#### المكونات

  • حزمة بطاريتين من نوع AA (1.5V لكل منهما)
  • مقاومة (Resistor)
  • ديود باعث للضوء (LED)
  • جهاز الملتيميتر (Multimeter)

#### إعدادات الملتيميتر

  • الاسم (Name): 1
  • الوضع (Mode): Voltage (قياس الجهد)

شكل 4.28: قياس فرق الجهد عند مصعد ومهبط الدايود المشع للضوء

#### الدائرة الأولى

  • دائرة متسلسلة أساسية.
  • مكونات: مقاومة، LED، بطاريتان (AA 1.5V).

#### الدائرة الثانية

  • دائرة متسلسلة أساسية مع قياس الجهد.
  • مكونات: مقاومة، LED، بطاريتان (AA 1.5V).
  • قراءة الجهد عبر المقاومة: 2.07 فولت.

خطوات قياس فرق الجهد عبر البطارية

#### إعداد الملتميتر

  • حذف الأسلاك الخاصة به باستخدام Shift + Delete.
  • تحديده ثم تدويره ثلاث مرات باستخدام أداة Rotate.
  • نقله إلى المكان المناسب بطريقة السحب والإفلات.

#### توصيل الدائرة وبدء القياس

  • توصيل الملتميتر بأطراف البطارية مباشرة.
  • الضغط على Start Simulation لبدء المحاكاة وقراءة النتيجة.

شكل 4.29: قياس فرق الجهد عبر أطراف البطارية

#### الدائرة

  • دائرة متسلسلة: بطاريتان (AA 1.5V)، مقاومة، LED.
  • الملتيميتر متصل مباشرة بأطراف حزمة البطاريات.

#### نتيجة القياس

  • قراءة فرق الجهد عبر البطارية: 2.98 فولت.

المشاهدات الإضافية في المحاكاة

#### دائرة مع الملتيميتر (مشاهد متعددة)

  • الملتيميتر متصل ببطارية وLED عبر مقاومة.
  • الوضع مضبوط على Voltage.
  • توجد عدة مشاهدات (Circuit Diagram 3, 4, 5) تُظهر حالات أو تكوينات مختلفة للدائرة داخل بيئة المحاكاة.

خطوات قياس التيار الكلي

#### 1. إعداد الأسلاك

  • حدد أسلاك الملتميتر والأسلاك من مهبط LED إلى القطب السالب للبطارية.
  • احذفها باستخدام مفتاح Shift + أمر Delete.

#### 2. ضبط إعدادات الملتميتر

  • اضغط على Multimeter.
  • من لوحة المعاينة، غيّر الوضع (Mode) إلى Amperage (أمبير).

#### 3. توصيل الدائرة

  • وصل الملتميتر لقياس التيار الكلي.

#### 4. بدء المحاكاة

  • اضغط على Start Simulation.

شكل 4.30: قياس التيار

#### الدائرة

  • دائرة متسلسلة: بطارية، مقاومة، LED.
  • الملتيميتر متصل في الدائرة لقياس التيار.

#### نتيجة القياس

  • قراءة التيار الكلي في الدائرة: 19.3 مللي أمبير (mA).

#### توضيح مرئي

  • توجد عدة رسومات تخطيطية (Circuit Diagrams) تُظهر:

- كيفية توصيل الملتيميتر لقياس التيار.

- قراءة الملتيميتر (19.3 مللي أمبير).

  • توجد صور للملتيميتر الفعلي وإعداداته ومكونات الدائرة.

تمرين: تحديد الجمل الصحيحة والخاطئة

استخدامات المكونات

  • مفاتيح الضغط: تستخدم في الآلات الحاسبة والأجهزة المنزلية والأقفال المغناطيسية.
  • المقاومات: تستخدم في أجهزة التدفئة والتسخين والمواقد الكهربائية.

محاكاة الدوائر

  • تمكن من اختبار الوظائف دون إنشاء الدائرة فعلياً.
  • في تينكر كاد: يمكن تعديل الدائرة دون إيقاف المحاكاة.
  • بعد المحاكاة: يمكن إنشاء الدائرة على لوحة دوائر مطبوعة.

أجهزة القياس

  • الملتميتر: لا يمكن استخدامه لقياس التردد والشحنة.
  • الفولتميتر والأوميتر: يوصلان على التوالي مع المكون المراد قياسه.
  • الملتميتر في تينكر كاد: لا يقيس التيار بالفولت.

أدوات التصميم

  • التعليق التوضيحي: يشبه الملاحظات اللاصقة.
  • لوحة التوصيل الحقيقية: فائدتها نقل المكونات بسهولة.

تمرين 2: أنواع الأسلاك في تينكركاد

خيارات الأسلاك

  • تحتوي دوائر تينكركاد على خيارات مختلفة للأسلاك.
  • أحد هذه الأنواع هو الأكثر شيوعاً في النماذج الأولية.

سؤال حول النوع الشائع

#### ما اسم هذا النوع من الأسلاك؟

#### ما المكونات التي يمكن توصيلها به؟

#### ما فوائد استخدامه؟

مثال مرئي

#### صورة أسلاك

  • وصف: سلكان مزودان بمشابك تمساح متصلان بجهاز.
  • السياق: يوضح مثالاً على الأسلاك المستخدمة في الدوائر.

تمرين 3: تشخيص وإصلاح دائرة كهربائية

السؤال

  • شَخِّص المشكلة في هذه الدائرة وأصلحها، مع تبرير التغيير الذي أجرِيته.

الشكل المرتبط

#### دائرة كهربائية بسيطة

  • مكونات: بطارية 9 فولت، مصباح (LED) مضاء.
  • السياق التعليمي: دائرة أساسية مع مصدر طاقة (بطارية) وحمل (مصباح). تُستخدم مع السؤال لتشخيص وإصلاح مشكلة فيها.

تمرين 4: تفسير العلامات على لوحة التوصيل

السؤال

  • اشرح معنى العلامات الخضراء على لوحة توصيل الدوائر أدناه.

الشكل المرتبط

#### لوحة توصيل دوائر (Breadboard)

  • ميزات: صفوف مرقمة (1-5)، أعمدة مكتوبة (a-j)، LED أحمر في الصف 2 العمود h.
  • دوائر خضراء: تبرز نقاط توصيل محددة على اللوحة.
  • السياق التعليمي: أداة شائعة لتصميم النماذج الأولية للدوائر الإلكترونية. تشرح العلامات الخضراء نقاط توصيل أو مشاكل محتملة.

```

نقاط مهمة

  • تحتوي الصفحة على تمرينين تطبيقيين يركزان على تحليل الدوائر العملية.
  • التمرين 3: يتطلب تشخيص وإصلاح مشكلة في دائرة كهربائية بسيطة مكونة من بطارية ومصباح.
  • التمرين 4: يتطلب تفسير العلامات التوضيحية (الدوائر الخضراء) على لوحة توصيل دوائر (Breadboard) المستخدمة في التصميم الأولي.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

3

نوع: QUESTION_HOMEWORK

شَخِّص المشكلة في هذه الدائرة وأصلحها، مع تبرير التغيير الذي أجرِيته على الدائرة.

4

نوع: QUESTION_HOMEWORK

اشرح معنى العلامات الخضراء على لوحة توصيل الدوائر أدناه.

🔍 عناصر مرئية

دائرة كهربائية

A simple circuit diagram showing a 9V battery connected to a component that appears to be a light bulb or LED, which is lit. The battery has positive and negative terminals indicated. The component is connected via wires to the battery terminals. The light bulb is depicted as glowing red.

لوحة توصيل الدوائر

A breadboard (لوحة توصيل دوائر) with several components and connections. It features numbered rows (1-5) and lettered columns (a-j). There is a red LED (light-emitting diode) in row 2, column 'h' (indicated by a red square). Several green circles highlight specific connection points on the breadboard, suggesting areas of interest for the question.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: 3 --- شَخِّص المشكلة في هذه الدائرة وأصلحها، مع تبرير التغيير الذي أجرِيته على الدائرة. --- SECTION: 4 --- اشرح معنى العلامات الخضراء على لوحة توصيل الدوائر أدناه. --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: دائرة كهربائية Description: A simple circuit diagram showing a 9V battery connected to a component that appears to be a light bulb or LED, which is lit. The battery has positive and negative terminals indicated. The component is connected via wires to the battery terminals. The light bulb is depicted as glowing red. Context: This visual represents a basic electrical circuit with a power source (9V battery) and a load (light bulb). It is used in conjunction with question 3 to diagnose and fix a problem within such a circuit. **FIGURE**: لوحة توصيل الدوائر Description: A breadboard (لوحة توصيل دوائر) with several components and connections. It features numbered rows (1-5) and lettered columns (a-j). There is a red LED (light-emitting diode) in row 2, column 'h' (indicated by a red square). Several green circles highlight specific connection points on the breadboard, suggesting areas of interest for the question. Table Structure: Headers: Row Numbers | Column Letters Rows: Row 1: 1 | a Row 2: 1 | b Row 3: 1 | c Row 4: 1 | d Row 5: 1 | e Row 6: 1 | f Row 7: 1 | g Row 8: 1 | h Row 9: 1 | i Row 10: 1 | j Row 11: 2 | a Row 12: 2 | b Row 13: 2 | c Row 14: 2 | d Row 15: 2 | e Row 16: 2 | f Row 17: 2 | g Row 18: 2 | h Row 19: 2 | i Row 20: 2 | j Row 21: 3 | a Row 22: 3 | b Row 23: 3 | c Row 24: 3 | d Row 25: 3 | e Row 26: 3 | f Row 27: 3 | g Row 28: 3 | h Row 29: 3 | i Row 30: 3 | j Row 31: 4 | a Row 32: 4 | b Row 33: 4 | c Row 34: 4 | d Row 35: 4 | e Row 36: 4 | f Row 37: 4 | g Row 38: 4 | h Row 39: 4 | i Row 40: 4 | j Row 41: 5 | a Row 42: 5 | b Row 43: 5 | c Row 44: 5 | d Row 45: 5 | e Row 46: 5 | f Row 47: 5 | g Row 48: 5 | h Row 49: 5 | i Row 50: 5 | j Calculation needed: The table structure represents the grid layout of the breadboard, where each cell corresponds to a connection point. The green circles highlight specific points relevant to the question. Context: This visual is a breadboard, a common tool for prototyping electronic circuits. Question 4 asks to explain the meaning of the green markings on it, which likely indicate specific connection points or potential issues.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 2

سؤال 3: شَخِّص المشكلة في هذه الدائرة وأصلحها، مع تبرير التغيير الذي أجرِيته على الدائرة.

الإجابة: س3: المشكلة: توصيل الـ LED ببطارية 9V بلا مقاومة يسبب احتراقه لمرور تيار عالٍ. الإصلاح: إضافة مقاومة توالي (مثل 220 Ω) مع الـ LED. التبرير: المقاومة تحد التيار وتحمي الـ LED.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. لدينا دائرة كهربائية تحتوي على مصباح LED وبطارية. المشكلة المذكورة هي أن الـ LED موصول مباشرة ببطارية 9 فولت دون وجود مقاومة. الفكرة هنا هي أن مصابيح LED تحتاج إلى تيار كهربائي محدد وآمن لتعمل. إذا وصلناها مباشرة بمصدر جهد عالٍ مثل بطارية 9 فولت، فإن التيار الذي سيمر خلالها سيكون كبيرًا جدًا، وهذا يتجاوز الحد الآمن للمصباح. نتيجة لذلك، سيسخن الـ LED بسرعة وقد يحترق ويتلف. لإصلاح هذه المشكلة، نحتاج إلى إضافة مقاومة كهربائية على التوالي مع الـ LED في الدائرة. المقاومة ستحد من كمية التيار المار وتخفضه إلى القيمة المناسبة والآمنة لتشغيل الـ LED دون إتلافه. إذن الإجابة هي: **المشكلة: توصيل الـ LED ببطارية 9V بلا مقاومة يسبب احتراقه لمرور تيار عالٍ. الإصلاح: إضافة مقاومة توالي (مثل 220 Ω) مع الـ LED. التبرير: المقاومة تحد التيار وتحمي الـ LED.**

سؤال 4: اشرح معنى العلامات الخضراء على لوحة توصيل الدوائر أدناه.

الإجابة: س4: العلامات الخضراء توضح الفتحات المتصلة داخليًا (نفس المسار)؛ أي أن وضع سلك في إحداها يصله ببقية الفتحات المظللة.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** في هذا السؤال، لدينا لوحة توصيل دوائر كهربائية (مثل لوحة التجارب أو Breadboard). على هذه اللوحة، توجد علامات خضراء. الفكرة هنا هي فهم وظيفة هذه العلامات. في لوحات التوصيل، تكون الفتحات أو الثقوب مرتبة في صفوف وأعمدة. العلامات الخضراء عادةً ما تُستخدم للإشارة إلى مجموعة من الفتحات المتصلة داخليًا ببعضها البعض. هذا يعني أن الفتحات التي تحمل نفس العلامة الخضراء تكون على نفس المسار الكهربائي داخل اللوحة. لذلك، إذا وضعنا سلكًا في إحدى هذه الفتحات، فإنه سيتصل كهربائيًا بجميع الفتحات الأخرى التي تحمل نفس العلامة الخضراء، دون الحاجة إلى توصيل أسلاك إضافية بينها. هذا التصميم يساعد في بناء الدوائر الكهربائية بسهولة، حيث يمكن توصيل مكونات متعددة بنفس النقطة الكهربائية باستخدام هذه الفتحات المتصلة. إذن الإجابة هي: **العلامات الخضراء توضح الفتحات المتصلة داخليًا (نفس المسار)؛ أي أن وضع سلك في إحداها يصله ببقية الفتحات المظللة.**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

ما المشكلة الرئيسية في توصيل مصباح LED مباشرة ببطارية 9V دون استخدام مقاومة؟

  • أ) انخفاض سطوع الـ LED بشكل ملحوظ بسبب الجهد غير الكافي.
  • ب) مرور تيار كهربائي عالٍ يتجاوز الحد الآمن للمصباح، مما يؤدي إلى احتراقه.
  • ج) انعكاب قطبية الدائرة مما يمنع الـ LED من الإضاءة.
  • د) استهلاك سريع لشحن البطارية دون إضاءة فعالة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: مرور تيار كهربائي عالٍ يتجاوز الحد الآمن للمصباح، مما يؤدي إلى احتراقه.

الشرح: 1. مصابيح LED لها تيار أقصى محدد يمكنها تحمله. 2. توصيلها مباشرة بمصدر جهد عالٍ (9V) يزيد التيار المار فيها بشكل كبير. 3. التيار الزائد يولد حرارة عالية داخل الـ LED. 4. الحرارة الزائدة تتلف المادة شبه الموصلة وتسبب احتراق الـ LED.

تلميح: فكر في العلاقة بين الجهد والتيار في الدائرة البسيطة، وما يحدث للمكونات الحساسة عند زيادة التيار.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما وظيفة المقاومة عند إضافتها على التوالي مع مصباح LED في دائرة كهربائية؟

  • أ) زيادة سطوع الـ LED عن طريق رفع الجهد عليه.
  • ب) تخزين الطاقة الكهربائية لاستخدامها عند انقطاع التيار.
  • ج) تحديد (تقليل) شدة التيار الكهربائي المار في الـ LED لحمايته من التلف.
  • د) عكس اتجاه التيار لجعل الدائرة تعمل بشكل أكثر كفاءة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تحديد (تقليل) شدة التيار الكهربائي المار في الـ LED لحمايته من التلف.

الشرح: 1. المقاومة توصل على التوالي مع الـ LED. 2. وفقًا لقانون أوم (V = I × R)، زيادة المقاومة (R) تقلل التيار (I) عند جهد ثابت (V). 3. تقليل التيار يمنع ارتفاع درجة حرارة الـ LED. 4. يحافظ ذلك على التيار ضمن النطاق الآمن لتشغيل الـ LED دون إتلافه.

تلميح: تذكر قانون أوم: التيار يتناسب طرديًا مع الجهد وعكسيًا مع المقاومة.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما معنى العلامات الخضراء على لوحة توصيل الدوائر (Breadboard)؟

  • أ) تشير إلى الفتحات المخصصة حصريًا لتوصيل مصادر الجهد الموجب.
  • ب) تعني أن هذه الفتحات معطلة ولا يجب استخدامها في التوصيل.
  • ج) تشير إلى أن الفتحات (النقاط) المظللة باللون الأخضر متصلة داخليًا ببعضها البعض، وتشكل نفس المسار الكهربائي.
  • د) تدل على أن هذه الفتحات متصلة مباشرة بأطراف الأرضي (Ground) للوحة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تشير إلى أن الفتحات (النقاط) المظللة باللون الأخضر متصلة داخليًا ببعضها البعض، وتشكل نفس المسار الكهربائي.

الشرح: 1. لوحة التوصيل (Breadboard) تحتوي على شبكة من الفتحات. 2. العلامات الخضراء ترسم على مجموعات محددة من هذه الفتحات. 3. الغرض: إظهار أن هذه الفتحات متصلة كهربائيًا داخليًا داخل اللوحة. 4. النتيجة: وضع سلك أو طرف مكون في أي فتحة خضراء يوصله تلقائيًا بجميع الفتحات الأخرى في نفس المجموعة الخضراء.

تلميح: فكر في كيفية توصيل المكونات الإلكترونية على اللوحة دون الحاجة إلى أسلاك إضافية بين نقاط معينة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما الفائدة العملية من كون مجموعة من الفتحات في لوحة التوصيل متصلة داخليًا؟

  • أ) زيادة تعقيد الدائرة لاختبار مهارات الطالب في التوصيل.
  • ب) عزل كهربائي كامل بين المكونات لمنع التداخل.
  • ج) تحديد الحد الأقصى للتيار المسموح به في كل مجموعة من الفتحات.
  • د) تسهيل بناء الدوائر الكهربائية عن طريق توصيل عدة مكونات بنفس النقطة الكهربائية دون الحاجة إلى أسلاك توصيل إضافية بينها.

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: تسهيل بناء الدوائر الكهربائية عن طريق توصيل عدة مكونات بنفس النقطة الكهربائية دون الحاجة إلى أسلاك توصيل إضافية بينها.

الشرح: 1. في التصميم الإلكتروني، غالبًا ما تحتاج عدة مكونات للاتصال بنفس النقطة (مثل الأرضي أو مصدر الجهد). 2. الفتحات المتصلة داخليًا توفر هذه النقطة المشتركة ماديًا على اللوحة. 3. يمكن توصيل أطراف المكونات الثلاثة في فتحات مختلفة من نفس المجموعة الخضراء. 4. هذا يلغي الحاجة إلى لحام أسلاك أو استخدام وصلات إضافية، مما يجرب التجارب أسرع وأسهل.

تلميح: تخيل أنك تريد توصيل ثلاثة مكونات مختلفة جميعها بقطب البطارية السالب. كيف تفعل ذلك بسهولة؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط