✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية
عدد الأسئلة: 5
سؤال 1: افتح المفتاح S3. ماذا تلاحظ؟ اشرح ما تلاحظه.
الإجابة: يقطع مسار الدائرة فلا يمر تيار لذلك ينطفئ المصباحان X1 و X2 وتصبح قراءات التيار (تقريباً) صفر.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
لنفهم هذا السؤال. عند فتح المفتاح S3، فإن هذا المفتاح يقطع مسار الدائرة الكهربائية. إذا كان المسار مقطوعاً، فلا يمكن للتيار الكهربائي أن يمر عبر الدائرة. وبما أن المصباحين X1 و X2 جزء من هذه الدائرة، فإن عدم مرور التيار يعني أنه لا توجد طاقة كهربائية لتشغيلهما. لذلك، سينطفئ المصباحان. وبالتالي، فإن قراءات أجهزة قياس التيار في الدائرة ستكون صفراً أو قريبة جداً من الصفر.
إذن الإجابة هي: **يقطع مسار الدائرة فلا يمر تيار لذلك ينطفئ المصباحان X1 و X2 وتصبح قراءات التيار (تقريباً) صفر.**
سؤال 2: مع إغلاق المفتاح S3 وفتح المفتاح S2، أغلق المفتاح S1. ماذا تلاحظ؟ اشرح ما تلاحظه.
مع إغلاق المفتاحين S3 و S1، أغلق كذلك المفتاح S2 أيضاً. ماذا تلاحظ؟ اشرح ما تلاحظه.
الإجابة: س: أغلق S1 مع فتح S2 وإغلاق S3
يضيء المصباح المتصل بمفتاح S1
(عادة X1) فقط، بينما يبقى
المصباح المتصل بمفتاح S2 مطفأ،
لأن فرعه مفتوح.
س: أغلق S1 و S2 و S3
يضيء المصباحان X1 و X2
معاً، لأن الفرعين أصبحا مغلقين.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
لنفهم هذا السؤال. لدينا دائرة كهربائية تحتوي على مصباحين X1 و X2 ومفاتيح S1 و S2 و S3. المفتاح S3 يتحكم في المسار الرئيسي للدائرة.
**الجزء الأول:** عندما يكون المفتاح S3 مغلقاً (مما يعني أن المسار الرئيسي مكتمل) والمفتاح S2 مفتوحاً، ثم نقوم بإغلاق المفتاح S1. في هذه الحالة، يكون الفرع الذي يحتوي على المصباح X1 والمفتاح S1 مغلقاً، مما يسمح للتيار بالمرور وإضاءة المصباح X1. أما الفرع الذي يحتوي على المصباح X2 والمفتاح S2، فبما أن المفتاح S2 مفتوح، فإن هذا الفرع مقطوع ولا يمر فيه تيار، لذلك يبقى المصباح X2 مطفأ.
**الجزء الثاني:** عندما نغلق جميع المفاتيح S1 و S2 و S3. في هذه الحالة، يصبح كلا الفرعين (فرع X1 وفرع X2) مغلقين ومتصلين بالمسار الرئيسي المغلق. لذلك، يمر التيار في كلا الفرعين، مما يؤدي إلى إضاءة المصباحين X1 و X2 معاً.
إذن الإجابة هي: **س: أغلق S1 مع فتح S2 وإغلاق S3 يضيء المصباح المتصل بمفتاح S1 (عادة X1) فقط، بينما يبقى المصباح المتصل بمفتاح S2 مطفأ، لأن فرعه مفتوح. س: أغلق S1 و S2 و S3 يضيء المصباحان X1 و X2 معاً، لأن الفرعين أصبحا مغلقين.**
سؤال 3: أوجد العلاقة بين قيم شدة التيار I، و I1 و I2 من قراءات أجهزة القياس.
أوجد قيمة المقاومة R1 من قيمة فرق الجهد V1 وشدة التيار I1، ثم أوجد قيمة المقاومة R2 من قيمة فرق الجهد V2 وشدة التيار I2. حيث: R1 هي مقاومة المصباح X1، و R2 هي مقاومة المصباح X2.
الإجابة: س: أوجد العلاقة بين
قيم شدة التيار
في التوازي:
I = I1 + I2
س: أوجد قيمة
المقاومة R2 ,R1
R1=V1/I1,
R2=V2/I2
خطوات الحل:
- **الخطوة 1 (المعطيات والمفهوم):**
لدينا دائرة كهربائية تحتوي على مصباحين X1 و X2 موصلين على التوازي. نريد إيجاد العلاقة بين قيم شدة التيار: I (التيار الكلي)، و I1 (التيار المار في المصباح X1)، و I2 (التيار المار في المصباح X2). كما نريد حساب المقاومة R1 للمصباح X1 والمقاومة R2 للمصباح X2.
نتذكر قانون أوم: $$V = I \times R$$ حيث V هو فرق الجهد، I هو شدة التيار، و R هي المقاومة.
**الخطوة 2 (العلاقة بين التيارات):**
في دائرة التوازي، التيار الكلي I هو مجموع التيارات المارة في الفروع المتوازية. لذلك:
$$I = I1 + I2$$
**الخطوة 3 (حساب المقاومة):**
لحساب المقاومة R1 للمصباح X1، نستخدم قانون أوم مع القيم المقاسة لهذا الفرع: فرق الجهد V1 وشدة التيار I1.
$$R1 = \frac{V1}{I1}$$
وبنفس الطريقة، لحساب المقاومة R2 للمصباح X2، نستخدم فرق الجهد V2 وشدة التيار I2.
$$R2 = \frac{V2}{I2}$$
**الخطوة 4 (النتيجة):**
إذن العلاقة بين التيارات هي: **I = I1 + I2**
وقيمة المقاومتين هي: **R1 = V1 / I1** و **R2 = V2 / I2**
سؤال 4: بعد إيقاف المحاكاة، غير قيمة المصدر من 10v إلى 20v، وأغلق المفتاحين S1 و S2.
ثم أغلق المفتاح S3 واكتب ما تلاحظه حول المصباحين X1 و X2. دون أيضاً ما تلاحظه حول قيم شدة التيار الحالية I، و I1 و I2.
الإجابة: س: غير المصدر من
10v إلى 20v
تزداد إضاءة
المصباحين X1
و X2 بشكل
واضح، وتزداد قيم
التيارات I1, I2
وكذلك التيار الكلي
I
خطوات الحل:
- **الشرح:**
لنفهم هذا السؤال. بعد إيقاف المحاكاة، نقوم بتغيير قيمة مصدر الجهد من 10 فولت إلى 20 فولت. ثم نقوم بإغلاق المفتاحين S1 و S2 (مما يعني أن فرعي المصباحين X1 و X2 مغلقان وجاهزان لمرور التيار). بعد ذلك، نقوم بإغلاق المفتاح S3، وهذا يكمل المسار الرئيسي للدائرة.
عندما نزيد جهد المصدر من 10V إلى 20V، فإن فرق الجهد المطبق على الدائرة يزداد إلى الضعف. وفقاً لقانون أوم (V = I × R)، إذا كانت المقاومة R ثابتة (كما هو الحال مع المصباحين)، فإن زيادة الجهد V ستؤدي إلى زيادة شدة التيار I المار في الدائرة.
بما أن التيار يزداد، فإن الطاقة الكهربائية الموردة للمصباحين تزداد، مما يؤدي إلى زيادة سطوع إضاءة كل من المصباحين X1 و X2 بشكل واضح.
أما بالنسبة لقيم شدة التيار، فإن التيار الكلي I في الدائرة سيزداد، وكذلك التيار المار في كل فرع I1 (في المصباح X1) و I2 (في المصباح X2) سيزدادان أيضاً.
إذن الإجابة هي: **تزداد إضاءة المصباحين X1 و X2 بشكل واضح، وتزداد قيم التيارات I1, I2 وكذلك التيار الكلي I**
سؤال 5: أغلق المفتاح S2 مع الإبقاء على المفتاحين S3 و S1 مفتوحين. دون ما تلاحظه حول المصباحين X1 و X2. اشرح ملاحظاتك.
الإجابة: س: أغلق S2 مع بقاء S3 و S1 مفتوحين
يبقى المصباحان X1 و X2 مطفأين وقراءات التيار تساوي
صفراً؛ لأن الدائرة غير مكتملة بسبب بقاء S3 مفتوحاً.
خطوات الحل:
- **الشرح:**
لنفهم هذا السؤال. المطلوب هو إغلاق المفتاح S2 فقط، مع الإبقاء على المفتاحين S3 و S1 مفتوحين. ثم نلاحظ حالة المصباحين X1 و X2.
المفتاح S3 هو المفتاح الرئيسي الذي يتحكم في إكمال أو قطع المسار الرئيسي للدائرة الكهربائية بأكملها. إذا كان المفتاح S3 مفتوحاً، فهذا يعني أن المسار الرئيسي للدائرة مقطوع، وبالتالي لا يمكن للتيار الكهربائي أن يمر من المصدر إلى أي جزء من الدائرة، بغض النظر عن حالة المفاتيح الأخرى مثل S1 أو S2.
لذلك، حتى لو أغلقنا المفتاح S2 (مما يجعل فرع المصباح X2 مغلقاً وجاهزاً نظرياً)، فإن الدائرة الكلية تبقى غير مكتملة بسبب فتح المفتاح S3. نتيجة لذلك، لا يمر أي تيار في الدائرة.
بما أنه لا يمر تيار، فإن المصباحان X1 و X2 لن يضيئا وسيبقيان مطفأين. وستظهر قراءات أجهزة قياس التيار في الدائرة صفراً.
إذن الإجابة هي: **يبقى المصباحان X1 و X2 مطفأين وقراءات التيار تساوي صفراً؛ لأن الدائرة غير مكتملة بسبب بقاء S3 مفتوحاً.**
🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة
عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة
في دائرة كهربائية تحتوي على مصباحين X1 و X2 موصلين على التوازي، ما العلاقة بين التيار الكلي (I) والتيار المار في كل فرع (I1 في X1 و I2 في X2)؟
- أ) I = I1 = I2
- ب) I = I1 - I2
- ج) I = I1 + I2
- د) I = (I1 * I2) / (I1 + I2)
الإجابة الصحيحة: c
الإجابة: I = I1 + I2
الشرح: 1. في دائرة التوازي، ينقسم التيار الكلي القادم من المصدر بين الفروع المتوازية.
2. كمية التيار التي تدخل نقطة التفرع يجب أن تساوي كمية التيار التي تخرج منها (قانون حفظ الشحنة).
3. لذلك، التيار الكلي (I) يساوي مجموع التيارات في جميع الفروع.
4. النتيجة: I = I1 + I2
تلميح: فكر في كيفية توزع التيار عند تفرع المسار الكهربائي.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل
في دائرة كهربائية تحتوي على مصباحين X1 و X2 ومفتاح رئيسي S3، إذا كان المفتاح S3 مفتوحاً وأُغلق المفتاح S2 فقط، فماذا يحدث للمصباحين؟
- أ) يضيء المصباح X2 فقط لأن المفتاح S2 مغلق.
- ب) يضيء المصباح X1 فقط لأن الدائرة غير مكتملة لفرع X2.
- ج) يبقى المصباحان X1 و X2 مطفأين.
- د) يضيء المصباحان معاً لأن الدائرة مكتملة.
الإجابة الصحيحة: c
الإجابة: يبقى المصباحان X1 و X2 مطفأين.
الشرح: 1. المفتاح الرئيسي (S3) يتحكم في إكمال المسار الكهربائي للدائرة بأكملها.
2. إذا كان المفتاح S3 مفتوحاً، فهذا يعني قطع المسار الرئيسي للتيار من المصدر.
3. نتيجة لذلك، لا يمكن للتيار الكهربائي أن يصل إلى أي جزء من الدائرة، بغض النظر عن حالة المفاتيح الأخرى (مثل S1 أو S2).
4. وبالتالي، لن يضيء أي من المصباحين X1 أو X2 وسيبقيان مطفأين.
تلميح: فكر في شرط إكمال الدائرة الكهربائية لمرور التيار.
التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط
عند زيادة جهد مصدر الطاقة في دائرة تحتوي على مصباحين موصلين على التوازي، ماذا يحدث لشدة التيار المار في كل مصباح ولمستوى إضاءتهما؟
- أ) تقل شدة التيار في كل مصباح وتقل إضاءتهما.
- ب) تزداد شدة التيار في كل مصباح وتزداد إضاءتهما.
- ج) تظل شدة التيار والإضاءة كما هي دون تغيير.
- د) يزداد التيار في أحد المصباحين فقط.
الإجابة الصحيحة: b
الإجابة: تزداد شدة التيار في كل مصباح وتزداد إضاءتهما.
الشرح: 1. وفقاً لقانون أوم (V = I × R)، إذا بقيت المقاومة (R) ثابتة (كما في المصباح)، فإن زيادة الجهد (V) تؤدي إلى زيادة شدة التيار (I).
2. زيادة الجهد من المصدر تزيد فرق الجهد المطبق على كل مصباح في الدائرة.
3. هذا يؤدي إلى زيادة التيار المار في كل فرع (I1 و I2).
4. الطاقة الكهربائية المقدمة للمصباح تتناسب مع الجهد والتيار (P = V × I)، لذا تزداد الطاقة وتحولها المصابيح إلى ضوء أكثر، فتزداد إضاءتها.
تلميح: تذكر العلاقة بين الجهد والتيار في قانون أوم، وأثر ذلك على الطاقة الكهربائية.
التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط
في دائرة كهربائية تحتوي على فرعين موصلين على التوازي، ما العلاقة الرياضية الصحيحة التي تربط بين شدة التيار الكلي (I) وشدة التيار في الفروع (I1, I2)؟
- أ) I = I1 + I2
- ب) I = I1 = I2
- ج) I = I1 × I2
- د) I = (I1 + I2) / 2
الإجابة الصحيحة: a
الإجابة: I = I1 + I2
الشرح: 1. في التوصيل على التوازي، يتوزع التيار الكهربائي الكلي الخارج من المصدر على جميع المسارات المتاحة.
2. بناءً على قانون كيرشوف للتيار، فإن مجموع التيارات المارة في الفروع الفرعية يجب أن يساوي التيار الكلي الداخل إليها.
3. لذا، تكون العلاقة هي حاصل جمع تيارات الفروع: I = I1 + I2.
تلميح: تذكر أن التيار في دوائر التوازي يتجزأ ثم يجتمع مرة أخرى عند العودة للمصدر.
التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط