صفحة 42 - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

كل مسار ماء النهر في الشكل 1-2 نموذجاً لدائرة كهربائية؟ إن الارتفاع الذي ينحدر منه النهر مشابه لفرق الجهد في دائرة كهربائية، وكمية الماء المتدفق مشابهاً للتيار الكهربائي المار في الدائرة، والمنحدرات الضيقة التي تعوق حركة الماء مشابهاً للمقاومات مصدر الطاقة اللازمة لرفع الماء إلى قمة الجبل؛ إذ يبخر الماء من البحيرات والجبال بفعل الطاقة الشمسية، وعند تشكل الغيوم يهطل منها مطر أو ثلج على قمم الجبال. واصل التفكير في نموذج النهر الجبلي في أثناء دراستك التيار الكهربائي في الدوائر الكهربائية.

دوائر التيار الكهربائية Series Circuits

وصل ثلاثة طلاب مصباحين متماثلين بطارية في بطارية، كما هو موضح في الشكل 2-2. وقبل إغلاقهم الدائرة الكهربائية طلب إليهم المعلم توقع سطوع المصباحين.

يعلم كل طالب منهم أن سطوع مصباح ما يعتمد على مقدار التيار المار فيه، فتوقع الطالب الأول أن المصباح الأقرب إلى القطب الموجب (+) للبطارية هو فقط الذي سيضيء؛ لذلك لأن التيار سيستهلك جميعه على شكل طاقة حرارية وضوئية. وتوقع الطالب الثاني أن المصباح الأول سيستهلك جزءاً من التيار، وأن المصباح الثاني سيتوهج، ولكن بسطوع أقل من المصباح الأول. أما الطالب الثالث فتوقع أن يكون سطوعا المصباحين متساويين؛ لأن التيار عبارة عن تدفق للشحنات، والشحنات التي تخرج من المصباح الأول لا تجد لها أي منفذ آخر للحركة في الدائرة الكهربائية إلا من خلال المصباح الثاني. وأضاف الطالب الثالث: لأن التيار نفسه سيمر في كل من المصباحين فإن سطوعهما سيكون متساويين. كيف تتوقع أن يكون سطوع المصباحين؟

إذا فكرت في نموذج النهر الجبلي وقارنته بهذه الدائرة الكهربائية فستدرك أن توقع الطالب الثالث هو التوقع الصحيح. تذكر مما تعلمته سابقاً أن الشحنة لا تفنى ولا تستحدث. ولأن الشحنة مساراً واحداً فقط تسلكه في هذه الدائرة الكهربائية، وهي لا تفنى، فإنه يجب أن تكون كمية الشحنة التي تدخل الدائرة الكهربائية مساوية للكمية التي تخرج منها؛ وهذا يعني أن التيار هو نفسه في أي جزء من أجزاء الدائرة. فإذا وصلت ثلاثة أجهزة أميتر

ما توقعك بشأن سطوع المصباحين بعد إغلاق الدائرة الكهربائية؟

42

كل مسار ماء النهر في الشكل 1-2 نموذجاً لدائرة كهربائية؟ إن الارتفاع الذي ينحدر منه النهر مشابه لفرق الجهد في دائرة كهربائية، وكمية الماء المتدفق مشابهاً للتيار الكهربائي المار في الدائرة، والمنحدرات الضيقة التي تعوق حركة الماء مشابهاً للمقاومات مصدر الطاقة اللازمة لرفع الماء إلى قمة الجبل؛ إذ يبخر الماء من البحيرات والجبال بفعل الطاقة الشمسية، وعند تشكل الغيوم يهطل منها مطر أو ثلج على قمم الجبال. واصل التفكير في نموذج النهر الجبلي في أثناء دراستك التيار الكهربائي في الدوائر الكهربائية. دوائر التيار الكهربائية Series Circuits وصل ثلاثة طلاب مصباحين متماثلين بطارية في بطارية، كما هو موضح في الشكل 2-2. وقبل إغلاقهم الدائرة الكهربائية طلب إليهم المعلم توقع سطوع المصباحين. يعلم كل طالب منهم أن سطوع مصباح ما يعتمد على مقدار التيار المار فيه، فتوقع الطالب الأول أن المصباح الأقرب إلى القطب الموجب (+) للبطارية هو فقط الذي سيضيء؛ لذلك لأن التيار سيستهلك جميعه على شكل طاقة حرارية وضوئية. وتوقع الطالب الثاني أن المصباح الأول سيستهلك جزءاً من التيار، وأن المصباح الثاني سيتوهج، ولكن بسطوع أقل من المصباح الأول. أما الطالب الثالث فتوقع أن يكون سطوعا المصباحين متساويين؛ لأن التيار عبارة عن تدفق للشحنات، والشحنات التي تخرج من المصباح الأول لا تجد لها أي منفذ آخر للحركة في الدائرة الكهربائية إلا من خلال المصباح الثاني. وأضاف الطالب الثالث: لأن التيار نفسه سيمر في كل من المصباحين فإن سطوعهما سيكون متساويين. كيف تتوقع أن يكون سطوع المصباحين؟ إذا فكرت في نموذج النهر الجبلي وقارنته بهذه الدائرة الكهربائية فستدرك أن توقع الطالب الثالث هو التوقع الصحيح. تذكر مما تعلمته سابقاً أن الشحنة لا تفنى ولا تستحدث. ولأن الشحنة مساراً واحداً فقط تسلكه في هذه الدائرة الكهربائية، وهي لا تفنى، فإنه يجب أن تكون كمية الشحنة التي تدخل الدائرة الكهربائية مساوية للكمية التي تخرج منها؛ وهذا يعني أن التيار هو نفسه في أي جزء من أجزاء الدائرة. فإذا وصلت ثلاثة أجهزة أميتر ما توقعك بشأن سطوع المصباحين بعد إغلاق الدائرة الكهربائية؟ 42 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 1-2 كمية الماء ومقدار الانحدار في الارتفاع هي نفسها، بغض النظر عن المسار الذي يسلكه النهر عند انحداره من قمة الجبل. Description: A photograph of a tall waterfall cascading down a rocky cliff face covered in lush green vegetation. The water appears to be flowing rapidly. Context: Analogy for electrical circuits, comparing water flow to current and elevation drop to voltage. **DIAGRAM**: الشكل 2-2 ما توقعك بشأن سطوع المصباحين بعد إغلاق الدائرة الكهربائية؟ Description: A simple series circuit diagram showing a battery connected to two light bulbs in sequence. The battery has a positive (+) and negative (-) terminal indicated. Wires connect the components. The bulbs are depicted as lit. Context: Illustrates a series circuit with two bulbs, used to prompt discussion about current and brightness.