صفحة 202 - 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

📚 تمرينات في الدوائر الإلكترونية

المفاهيم الأساسية

لا تحتوي الصفحة على تعريفات صريحة للمفاهيم، بل على أسئلة تطبيقية.

خريطة المفاهيم

```markmap

الوحدة 5: محاكاة نظام التحكم الدقيق

استخدام Micro:bit في TinkerCAD Circuits

مشروع: إنشاء نظام الإنذار الآلي

#### مكونات النظام

##### مستشعر الحركة

  • يكتشف الحركة.
  • يتصل بثلاثة أسلاك:

- الطرف الأرضي (GND).

- طرف الطاقة (3V).

- طرف الإشارة الرقمية (P0).

##### توصيل مستشعر الحركة

  • توصيل الطرف الأرضي (GND):

- يوصل الطرف الأرضي لمستشعر الحركة بالطرف الأرضي (GND) للمايكروبت.

  • توصيل طرف التشغيل (الطاقة):

- يوصل طرف تشغيل مستشعر الحركة بالطرف 3 (مصدر الطاقة) في المايكروبت.

- لون السلك: يتم تغيير لون سلك الطاقة إلى الأحمر (Red).

  • توصيل طرف الإشارة:

- يوصل طرف الإشارة لمستشعر الحركة بالطرف P0 في المايكروبيت.

- لون السلك: يتم تغيير لون سلك الإشارة إلى الأخضر (Green).

##### الطنان الكهربائي

  • يصدر صوت الإنذار.
  • طرفه السالب يتصل بـ GND.
  • طرفه الموجب يتصل بالطرف التناظري P2.

##### المايكروبيت

  • يستقبل الإشارة من المستشعر عبر P0.
  • يبرمج الطرف P2 لإصدار إشارة تشغيل للطنان.
  • عند الكشف عن الحركة:

- يعرض علامة تعجب.

- يصدر نغمة صوتية مرتين بفاصل 100 مللي ثانية.

#### البرمجة والاختبار

##### الأوامر البرمجية

  • `pins.analog_set_pitch_pin(AnalogPin.P2)`: تعيين الطرف P2 لإخراج الصوت.
  • `if pins.digital_read_pin(DigitalPin.P0) == 1:`: شرط التحقق من اكتشاف الحركة.
  • `basic.show_leds(...)`: عرض علامة تعجب على شاشة المايكروبت.
  • `for index in range(2):`: تكرار الصوت مرتين.
  • `pins.analog_pitch(500, 100)`: إصدار نغمة بتردد 500 هيرتز لمدة 100 مللي ثانية.
  • `basic.forever(on_forever)`: تشغيل البرنامج بشكل مستمر.

##### حالات النظام

###### حالة الإنذار (كائن في مجال الرؤية)

  • مستشعر الحركة: يكتشف كائنًا.
  • المايكروبت: يعرض علامة تعجب.
  • الطنان الكهربائي: يصدر صوتًا مرتين.

###### حالة السكون (لا يوجد كائن)

  • مستشعر الحركة: لا يكتشف شيئًا.
  • الطنان الكهربائي: لا يصدر أي صوت.

##### ملاحظة مهمة

  • عند استخدام الطنان في المحاكاة، يجب رفع مستوى صوت الحاسب للاستماع إليه.

#### تمرينات التطبيق

##### السؤال 1

  • ما المكون الذي يتيح إضافة المزيد من المكونات الإلكترونية للدائرة بسهولة؟

##### السؤال 2

  • هل يمكنك تحديد الخطأ في هذه التوصيلات؟
  • ما الذي يتعين عليك فعله لتصحيحه؟

##### السؤال 3

  • ما الغرض من استخدام المقاومات في الدائرة الإلكترونية أدناه؟

```

نقاط مهمة

  • تحتوي الصفحة على ثلاثة أسئلة تطبيقية حول الدوائر الإلكترونية.
  • الأسئلة تتناول:

1. مكونًا يسهل إضافة مكونات أخرى للدائرة.

2. تحديد خطأ في توصيلات معينة وكيفية تصحيحه.

3. الغرض من استخدام المقاومات في دائرة إلكترونية محددة.

  • يجب الرجوع إلى الرسم البياني أو التوصيلات المرافقة للصفحة (المذكورة في البيانات) للإجابة على الأسئلة.

📄 النص الكامل للصفحة

تمرينات ما المكون الذي يتيح إضافة المزيد من المكونات الإلكترونية للدائرة بسهولة؟ هل يمكنك تحديد الخطأ في هذه التوصيلات؟ وما الذي يتعين عليك فعله لتصحيحه ؟ ما الغرض من استخدام المقاومات في الدائرة الإلكترونية أدناه؟

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 3

سؤال 1: ما المكون الذي يتيح إضافة المزيد من المكونات الإلكترونية للدائرة بسهولة؟

الإجابة: س1: لوحة التجارب (Breadboard).

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، فهو يتحدث عن مكون في الدوائر الإلكترونية. الفكرة هنا هي التفكير في الأدوات التي نستخدمها عند بناء أو تجربة دائرة إلكترونية. عندما نريد إضافة مكونات مثل مقاومات أو مصابيح (LED) أو مستشعرات، نحتاج إلى طريقة لتوصيلها ببعضها بسهولة ودون الحاجة إلى لحام دائم في كل مرة نجري فيها تعديلاً. هناك أداة شائعة جداً في المختبرات التعليمية وفي مرحلة التصميم الأولي تسمح لنا بوصل وفصل المكونات ببساطة عن طريق إدخال أطرافها في ثقوب مرتبة بطريقة معينة. هذه الأداة تسمى **لوحة التجارب (Breadboard)**. إذن الإجابة هي: **لوحة التجارب (Breadboard)**.

سؤال 2: هل يمكنك تحديد الخطأ في هذه التوصيلات؟ وما الذي يتعين عليك فعله لتصحيحه؟

الإجابة: س2: الخطأ هو توصيل 3V على سكة السالب (-) وتوصيل GND على سكة الموجب (+). التصحيح: وصل 3V إلى سكة + الحمراء، ووصل GND إلى سكة - (الزرقاء/السوداء) أي تبديل السلكين.

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (فهم المشكلة):** لننظر إلى السؤال. يتحدث عن خطأ في توصيلات دائرة كهربائية. المعطيات تشير إلى أن هناك توصيلاً خاطئاً لقطبي مصدر طاقة (مثل بطارية أو منفذ على لوحة تطوير). بشكل أساسي، لكل مصدر طاقة طرف موجب (+) وطرف سالب (-) أو أرضي (GND).
  2. **الخطوة 2 (تحديد الخطأ):** الوصف يقول: "توصيل 3V على سكة السالب (-) وتوصيل GND على سكة الموجب (+)". هذا يعني أن الجهد الموجب (3V) موصول بالطرف الذي من المفترض أن يكون سالباً، والطرف الأرضي (GND) موصول بالطرف الذي من المفترض أن يكون موجباً. هذا توصيل عكسي للمصدر، مما قد يمنع عمل الدائرة أو يتلف مكوناتها.
  3. **الخطوة 3 (التصحيح):** لتصحيح هذا الخطأ، يجب تبديل هذين السلكين. أي ننقل سلك الـ 3V ليتصل بسكة الموجب (+) (غالباً ما تكون مميزة باللون الأحمر)، وننقل سلك الـ GND ليتصل بسكة السالب (-) (غالباً ما تكون مميزة باللون الأسود أو الأزرق). إذن الإجابة هي: **الخطأ هو التوصيل العكسي للمصدر. التصحيح هو تبديل السلكين: وصل 3V إلى السكة الموجبة (+) ووصل GND إلى السكة السالبة (-)**.

سؤال 3: ما الغرض من استخدام المقاومات في الدائرة الإلكترونية أدناه؟

الإجابة: س3: لتقليل/تحديد التيار المار في LED وحماية الـ LED ومخارج لوحة micro:bit من التلف (وتنظيم شدة الإضاءة).

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن المقاومة (Resistor) هي مكون إلكتروني وظيفتها الأساسية هي مقاومة مرور التيار الكهربائي. قانون أوم يربط بين الجهد (V)، التيار (I)، والمقاومة (R): $$V = I \times R$$.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق على الدائرة):** بتطبيق هذا على دائرة تحتوي على مصباح صغير (LED) ومصدر طاقة (مثل مخارج لوحة micro:bit)، نعلم أن الـ LED يحتاج إلى تيار محدد وآمن للعمل. إذا وصلناه مباشرة بالمصدر دون مقاومة، سيمر تيار عالٍ جداً قد يتلف الـ LED بسرعة أو يتلف المنفذ الإلكتروني في اللوحة. هنا تأتي وظيفة المقاومة: وضعها في مسار التيار مع الـ LED لتقليل كمية التيار المار إلى قيمة آمنة ومناسبة.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، الغرض من استخدام المقاومات في مثل هذه الدوائر هو: **تحديد وتقليل شدة التيار الكهربائي المار في الـ LED (ومكونات أخرى)، مما يحمي الـ LED ومخارج اللوحة الإلكترونية (مثل micro:bit) من التلف بسبب التيار الزائد، كما ينظم سطوع إضاءة الـ LED**.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 3 بطاقة لهذه الصفحة

ما المكون الذي يتيح إضافة المزيد من المكونات الإلكترونية للدائرة بسهولة؟

  • أ) المقاومة (Resistor)
  • ب) لوحة التجارب (Breadboard)
  • ج) المكثف (Capacitor)
  • د) المحول (Transformer)

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لوحة التجارب (Breadboard)

الشرح: ١. عند بناء أو تجربة دائرة إلكترونية، نحتاج إلى توصيل مكونات مثل المقاومات والمصابيح ببعضها. ٢. لوحة التجارب (Breadboard) تسمح بوصل وفصل هذه المكونات بسهولة عن طريق إدخال أطرافها في ثقوب مرتبة. ٣. هذا يجعلها المكون المثالي لإجراء تعديلات سريعة وإضافة مكونات جديدة دون تعقيد.

تلميح: فكر في أداة تستخدم في مرحلة التصميم الأولي للدوائر دون الحاجة إلى لحام.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

هل يمكنك تحديد الخطأ في هذه التوصيلات؟ وما الذي يتعين عليك فعله لتصحيحه؟

  • أ) الخطأ هو استخدام مقاومة ذات قيمة خاطئة. التصحيح هو تغيير المقاومة.
  • ب) الخطأ هو التوصيل العكسي للمصدر (3V على السالب وGND على الموجب). التصحيح هو تبديل السلكين.
  • ج) الخطأ هو توصيل الـ LED بشكل معكوس. التصحيح هو قلب قطبية الـ LED.
  • د) الخطأ هو عدم وجود مصدر طاقة. التصحيح هو إضافة بطارية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: الخطأ هو التوصيل العكسي للمصدر (3V على السالب وGND على الموجب). التصحيح هو تبديل السلكين.

الشرح: ١. الخطأ: توصيل الجهد الموجب (3V) بسكة السالب (-) وتوصيل الطرف الأرضي (GND) بسكة الموجب (+). ٢. هذا توصيل عكسي يمنع عمل الدائرة وقد يتلف المكونات. ٣. التصحيح: تبديل السلكين؛ توصيل 3V إلى السكة الموجبة (+) وتوصيل GND إلى السكة السالبة (-).

تلميح: راجع توصيل أطراف مصدر الطاقة (الموجب + والسالب - أو الأرضي GND).

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

ما الغرض من استخدام المقاومات في الدائرة الإلكترونية أدناه؟

  • أ) لزيادة سطوع الـ LED إلى أقصى حد ممكن.
  • ب) لتخزين الطاقة الكهربائية مؤقتًا مثل المكثف.
  • ج) لتحديد وتقليل التيار المار في الـ LED وحمايته ومخارج اللوحة الإلكترونية من التلف.
  • د) لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لتحديد وتقليل التيار المار في الـ LED وحمايته ومخارج اللوحة الإلكترونية من التلف.

الشرح: ١. وظيفة المقاومة الأساسية هي مقاومة مرور التيار الكهربائي (قانون أوم: V = I × R). ٢. عند توصيل LED مباشرة بمصدر (مثل مخارج micro:bit)، سيمر تيار عالٍ قد يتلفه. ٣. توضع المقاومة في مسار التيار لتقليل شدته إلى قيمة آمنة، مما يحمي الـ LED والمنفذ الإلكتروني.

تلميح: تذكر قانون أوم (V = I × R) ودور المقاومة في تحديد شدة التيار.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط