صفحة 169 - 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

📚 تصميم واختبار الدوائر الإلكترونية

المفاهيم الأساسية

لا تحتوي هذه الصفحة على تعريفات جديدة للمفاهيم.

خريطة المفاهيم

```markmap

الوحدة 4: محاكاة الدوائر الإلكترونية

تمرين 6: تأثير عدد البطاريات على الدائرة

المهمة

  • تصميم دائرة باستخدام:

- أربع بطاريات 1.5 فولت

- دايود مشع للضوء (LED)

- مقاومة 500 أوم

  • تشغيل المحاكاة ومراقبة كمية الضوء

التنبؤ والاختبار

  • التنبؤ بما سيحدث عند تقليل عدد البطاريات تدريجياً
  • تشغيل المحاكاة بعدد أقل من البطاريات
  • تفسير ما يحدث ولماذا

تمرين 7: تصميم واختبار دوائر باستخدام تينكر كاد

المهمة

  • تصميم ومحاكاة الدوائر المرفقة
  • اختبار الدوائر الإلكترونية وتصحيح أي مشاكل
  • تغيير اتجاه البطارية وملاحظة ما يحدث

الدوائر المرتبطة (شكل توضيحي)

#### الدائرة العلوية

  • بطارية 4.5 فولت
  • مقاومة 100 أوم
  • مقاومة 50 أوم
  • LED

#### الدائرة السفلية

  • بطارية 6 فولت
  • مقاومتان 100 أوم (موصولتان على التوازي)
  • LED

```

نقاط مهمة

  • يتضمن التمرين 6 استقصاءً عملياً لتأثير تغيير جهد المصدر (عن طريق تقليل البطاريات) على سطوع الـ LED.
  • يركز التمرين 7 على مهارات التصميم والتصحيح العملي للدوائر باستخدام برنامج المحاكاة.
  • يوضح الشكل المرافق مثالين لدوائر بسيطة تحتوي على بطاريات ومقاومات وLED، لاستخدامها في التمرين العملي.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: 6 --- صمّم دائرة بأربع بطاريات 1.5 فولت (AA 1.5V) ، ودايود مشع للضوء، ومقاومة 500 أوم. قم بتشغيل المحاكاة وراقب كمية الضوء المنبعثة. هل يمكنك التنبؤ بما سيحدث إذا قللت تدريجيًا من عدد البطاريات؟ قم بتشغيل المحاكاة بعدد أقل من البطاريات وفسر ما يحدث ولماذا . --- SECTION: 7 --- قم بتصميم الدوائر الآتية ومحاكاتها باستخدام دوائر تينكر كاد، ثم اختبر الدوائر الإلكترونية وصحح أي مشاكل قد تلاحظها . قم بتغيير اتجاه البطاريه، ماذا تلاحظ ؟ وزارة التعليم Ministry of Education 2025-1447 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: Untitled Description: Two circuit diagrams are shown. The top circuit contains a 4.5V battery, a 100 Ohm resistor, a 50 Ohm resistor, and an LED. The bottom circuit contains a 6V battery, two 100 Ohm resistors in parallel, and an LED. Key Values: 4.5V, 6V, 100Ω, 50Ω Context: Illustrates basic circuit design and components.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 2

سؤال 6: صمّم دائرة بأربع بطاريات 1.5 فولت (AA 1.5V) ، ودايود مشع للضوء، ومقاومة 500 أوم. قم بتشغيل المحاكاة وراقب كمية الضوء المنبعثة. هل يمكنك التنبؤ بما سيحدث إذا قللت تدريجيًا من عدد البطاريات؟ قم بتشغيل المحاكاة بعدد أقل من البطاريات وفسر ما يحدث ولماذا .

الإجابة: يقل فرق الجهد والتيار فتقل شدة الإضاءة تدريجياً، وعند جهد منخفض جداً ينطفئ لـ LED.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات والمفهوم):** لنفهم هذا السؤال. لدينا دائرة تحتوي على: - أربع بطاريات، كل بطارية جهدها 1.5 فولت. - ديود مشع للضوء (LED). - مقاومة قيمتها 500 أوم. المبدأ العلمي هنا هو أن الـ LED يحتاج إلى جهد وتيار كافيين حتى يضيء. الجهد الكلي للبطاريات في حالة التوصيل التسلسلي (المتسلسل) يساوي مجموع جهودها. مع أربع بطاريات، الجهد الكلي = 4 × 1.5 = 6 فولت.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق والتنبؤ):** إذا بدأنا بتقليل عدد البطاريات تدريجياً، فإن الجهد الكلي المطبق على الدائرة سينخفض. لنفكر في قانون أوم البسيط: التيار (I) = الجهد (V) / المقاومة (R). عندما ينخفض الجهد (V)، ينخفض التيار (I) المار في الدائرة (بافتراض ثبات المقاومة). شدة إضاءة الـ LED تعتمد بشكل مباشر على مقدار التيار المار فيه.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة والتفسير):** إذن، مع تقليل عدد البطاريات: 1. ينخفض الجهد الكلي. 2. ينخفض التيار المار في الدائرة وبالتالي في الـ LED. 3. تقل شدة الإضاءة المنبعثة من الـ LED تدريجياً. 4. عند الوصول إلى جهد منخفض جداً (أقل من جهد التشغيل الأمامي للـ LED، والذي عادةً حوالي 1.8-3.3 فولت حسب لونه)، لن يكون التيار كافياً لتشغيله. لذلك، الإجابة هي: **يقل فرق الجهد والتيار فتقل شدة الإضاءة تدريجياً، وعند جهد منخفض جداً ينطفئ الـ LED.**

سؤال 7: قم بتصميم الدوائر الآتية ومحاكاتها باستخدام دوائر تينكر كاد، ثم اختبر الدوائر الإلكترونية وصحح أي مشاكل قد تلاحظها . قم بتغيير اتجاه البطاريه، ماذا تلاحظ ؟

الإجابة: عند عكس البطارية يصبح لـ LED في انحياز عكسي فلا يمر تيار ولا يضيء. الحل: إعادة البطارية للاتجاه الصحيح.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** الفكرة في هذا السؤال هي فهم مبدأ عمل الدايود المشع للضوء (LED). الـ LED هو عنصر إلكتروني يسمح بمرور التيار الكهربائي في اتجاه واحد فقط (يسمى الانحياز الأمامي) ويمنع مروره في الاتجاه المعاكس (الانحياز العكسي). عند تصميم الدائرة وتشغيل المحاكاة، إذا قمنا بتغيير اتجاه البطارية (عكس قطبيتها)، فإننا نطبق الجهد على الـ LED في الاتجاه المعاكس للانحياز الأمامي. في هذه الحالة، يدخل الـ LED في حالة 'انحياز عكسي'. في حالة الانحياز العكسي، تكون مقاومة الـ LED عالية جداً، مما يمنع بشكل فعّال مرور أي تيار كهربائي ذي شأن عبر الدائرة. وبما أن الـ LED يضيء فقط عندما يمر تيار كافٍ خلاله في الاتجاه الصحيح (الأمامي)، فإن عدم مرور تيار يعني أنه لن يضيء على الإطلاق. إذن، عند عكس البطارية، الملاحظة هي: **يصبح الـ LED في انحياز عكسي فلا يمر تيار ولا يضيء.** والحل البسيط والمباشر لتصحيح هذه المشكلة هو: **إعادة البطارية للاتجاه الصحيح (الانحياز الأمامي) بحيث يكون الطرف الموجب للبطارية متصلاً بالطرف الموجب (الأنود) للـ LED.**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 3 بطاقة لهذه الصفحة

في دائرة تحتوي على LED ومقاومة، إذا قمنا بتقليل عدد البطاريات المتصلة على التوالي تدريجياً، ماذا يحدث لشدة إضاءة الـ LED؟

  • أ) تزداد شدة الإضاءة لأن المقاومة الفعالة تقل.
  • ب) تظل شدة الإضاءة ثابتة لأن الـ LED يعمل بجهد ثابت.
  • ج) تقل شدة الإضاءة تدريجياً حتى تنطفئ عند جهد منخفض جداً.
  • د) ينطفئ الـ LED فوراً بمجرد إزالة بطارية واحدة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تقل شدة الإضاءة تدريجياً حتى تنطفئ عند جهد منخفض جداً.

الشرح: 1. تقليل البطاريات يقلل الجهد الكلي المطبق على الدائرة. 2. حسب قانون أوم (I = V/R)، انخفاض الجهد (V) يؤدي لانخفاض التيار (I). 3. شدة إضاءة الـ LED تعتمد على مقدار التيار المار فيه. 4. النتيجة: تقل الإضاءة تدريجياً، وعند جهد أقل من جهد تشغيل الـ LED (حوالي 1.8-3.3 فولت) ينطفئ.

تلميح: فكر في العلاقة بين الجهد الكلي للبطاريات والتيار المار في الدائرة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

عند عكس قطبية البطارية في دائرة تحتوي على LED، ماذا يحدث ولماذا؟

  • أ) يضيء الـ LED بشكل أضعف بسبب انخفاض الجهد.
  • ب) ينطفئ الـ LED لأنه يدخل في حالة انحياز عكسي فلا يمر تيار.
  • ج) يحترق الـ LED بسبب مرور تيار عكسي عالٍ.
  • د) يضيء الـ LED بشكل متقطع بسبب تغير القطبية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: ينطفئ الـ LED لأنه يدخل في حالة انحياز عكسي فلا يمر تيار.

الشرح: 1. الـ LED هو عنصر يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط (الانحياز الأمامي). 2. عند عكس البطارية، يُطبق الجهد على الـ LED في الاتجاه المعاكس (انحياز عكسي). 3. في حالة الانحياز العكسي، تكون مقاومة الـ LED عالية جداً ويمنع مرور التيار. 4. النتيجة: لا يمر تيار وبالتالي لا يضيء الـ LED.

تلميح: تذكر خاصية الـ LED في السماح بمرور التيار في اتجاه واحد فقط.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هو الشرط الأساسي لتشغيل ديود مشع للضوء (LED) في دائرة كهربائية؟

  • أ) وجود مقاومة فقط في الدائرة بغض النظر عن قيمتها.
  • ب) توصيله في انحياز عكسي لحمايته من التيار العالي.
  • ج) توصيله في انحياز أمامي (الاتجاه الصحيح) مع وجود جهد وتيار كافيين.
  • د) استخدام بطارية بجهد عالٍ جداً (أكثر من 12 فولت) مباشرة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: توصيله في انحياز أمامي (الاتجاه الصحيح) مع وجود جهد وتيار كافيين.

الشرح: 1. يجب توصيل الـ LED في انحياز أمامي: الطرف الموجب (الأنود) للبطارية مع الطرف الموجب للـ LED. 2. يجب أن يكون الجهد المطبق أكبر من أو يساوي جهد التشغيل الأمامي للـ LED (عادة 1.8-3.3 فولت). 3. يجب أن يكون التيار المار ضمن المدى المسموح به للـ LED (يحدده مقاومة متسلسلة). 4. النتيجة: بدون تحقيق هذه الشروط، إما لا يضيء الـ LED أو يتلف.

تلميح: يتعلق الشرط باتجاه التوصيل وقيمتي الجهد والتيار.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط