الدوائر الكهربائية - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

📚 الدوائر الكهربائية

المفاهيم الأساسية

الجهد الكهربائي: مقياس لكمية طاقة الوضع الكهربائية التي تسبب حركة الإلكترونات في الدائرة الكهربائية، وتقاس بوحدة الفولت.

خريطة المفاهيم

```markmap

القوى الكهربائية

المحاليل الكهربائية

ذوبان الملح (NaCl)

• يتباعد إلى أيونات Na⁺ و Cl⁻
• تصبح الأيونات حرة الحركة في الماء

العوازل والموصلات

العازل (Insulator)

• الإلكترونات لا تتحرك بسهولة
• أمثلة: البلاستيك، الخشب

الموصل (Conductor)

• الإلكترونات تتحرك بسهولة
• أمثلة: الذهب، النحاس

أشباه الموصلات (Semiconductors)

• تتصرف كعازل أو موصل حسب الظروف
• أمثلة: الجرمانيوم، السيليكون

القوى الكهربائية

طبيعة القوة

• تجاذب بين الشحنات المختلفة
• تنافر بين الشحنات المتشابهة

العوامل المؤثرة

• مقدار الشحنة (تزداد القوة بزيادتها)
• المسافة بين الشحنات (تزداد القوة بنقصانها)

المجال الكهربائي

تعريفه

• الحيز المحيط بالشحنة الذي تظهر فيه آثارها

قوته

• تزداد كلما اقتربنا من الشحنة

الشحن بالحث

المثال

• المشي على سجادة ثم لمس مقبض باب

النتيجة

• تفريغ كهربائي (لسعة كهربائية)

الشحنة الكهربائية

تعريفها

• خاصية فيزيائية للمادة (فائض أو نقص إلكترونات)

أنواعها

• موجبة (نقص إلكترونات)
• سالبة (فائض إلكترونات)

سلوكها

• المتشابهة تتنافر
• المختلفة تتجاذب

طرق انتقالها

• التوصيل
• الاحتكاك
• الحث

التفريغ الكهربائي

تعريفه

• انتقال الشحنات الفائضة من مكان لآخر

أمثلة عليه

• البرق والصاعقة
• الشرارة بين اليد ومقبض الباب

التيار الكهربائي

تعريفه

• تدفق الشحنات الكهربائية

مصادره

• في المواد الصلبة: الإلكترونات
• في المحاليل: الأيونات (موجبة أو سالبة)

وحدته

• الأمبير (A)

تشبيهه

• يشبه تدفق الماء بسبب قوة الجاذبية

نموذج الدائرة الكهربائية البسيطة

تشبيه تدفق الماء

• المضخة: ترفع الماء (تزوده بطاقة وضع)
• الماء الهابط: يدير توربين (تتحول طاقة الوضع إلى حركية)
• الدورة: يعود الماء للمضخة

الدائرة الكهربائية

شرط التدفق

• يجب أن تكون مغلقة (مسار مغلق)

مكوناتها الأساسية

• مصدر للطاقة الكهربائية (مثل البطارية)
• أسلاك توصيل
• مصباح كهربائي

الجهد الكهربائي

• تعريفه: مقياس لمقدار طاقة الوضع الكهربائية التي يكتسبها كل إلكترون
• وحدته: الفولت (V)
• تشبيهه: يعمل عمل مضخة الماء

كيفية سريان التيار

• تتحرك الإلكترونات ببطء شديد داخل السلك
• يتصادم الإلكترون مع شحنات أخرى داخل السلك أكثر من ١٠ تريليون مرة في الثانية
• يحتاج الإلكترون إلى دقائق عديدة لقطع مسافة سلك واحد

البطاريات

البطارية القلوية

#### مكوناتها

• الطرف السالب: الخارصين (الزنك) - مصدر الإلكترونات
• الطرف الموجب: ثاني أكسيد المنجنيز - يتحد مع الإلكترونات
• العجينة اللينة: هيدروكسيد البوتاسيوم - تنقل الإلكترونات

#### طريقة عملها

• تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة وضع كهربائية
• يبدأ تفاعل كيميائي في العجينة اللينة عند الوصل بالدائرة
• تتحرك الإلكترونات داخل البطارية من القطب الموجب إلى القطب السالب
• يتشكل مجال كهربائي يدفع الإلكترونات من السالب عبر الأسلاك إلى الموجب

عمر البطارية

• السبب: استهلاك المواد الكيميائية المتفاعلة
• النتيجة: توقف التفاعل وانتهاء صلاحيتها

المقاومة الكهربائية

تعريفها

• قياس مدى صعوبة التي تواجهها الإلكترونات في التدفق خلال المادة

وحدتها

• الأوم (تخليداً للعالم جورج سيمون أوم)

العوامل المؤثرة

• نوع المادة (للمواد العازلة مقاومة أكبر من الموصلات)
• طول السلك (الأسلاك الأطول مقاومتها أكبر)
• مساحة المقطع العرضي للسلك (المساحة الأكبر مقاومتها أقل)

تحولات الطاقة

• تتحول الطاقة الكهربائية للإلكترونات إلى طاقة حرارية وطاقة ضوئية بسبب التصادمات مع الذرات داخل المادة

مثال تطبيقي: أسلاك النحاس

• للنحاس مقاومة قليلة (موصل جيد)
• كمية الحرارة الناتجة عن سريان التيار فيه قليلة
• لذلك يستخدم في تمديدات المباني لتجنب خطر الحرائق

فتيل المصباح الكهربائي

خصائصه

• سلك رفيع جداً
• مقاومته كبيرة
• مصنوع من فلز درجة انصهاره عالية

وظيفته

• يسخن بمرور التيار لينبعث الضوء
• لا ينصهر بسبب درجة انصهاره العالية

التحكم في التيار الكهربائي

العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة

• يزداد التيار بزيادة الجهد (مثل زيادة ارتفاع دلو الماء يزيد تدفقه)
• يقل التيار بزيادة المقاومة (مثل ضيق الأنبوب يقلل تدفق الماء)

أنواع الدوائر

• دوائر التوصيل على التوالي
• دوائر التوصيل على التوازي

القدرة الكهربائية

• تحسب القدرة المستهلكة في الدائرة

السلامة الكهربائية

• توضح كيفية تجنب مخاطر الصدمة الكهربائية

```

نقاط مهمة

• تتحكم الدوائر الكهربائية في سريان التيار خلال جميع الأجهزة الكهربائية.
• العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة: التيار يزداد بزيادة الجهد، ويقل بزيادة المقاومة.
• المفردات الجديدة: قانون أوم، دوائر التوصيل على التوالي والتوازي، القدرة الكهربائية.

الدوائر الكهربائية

في هذا الدرس

الأهداف

توضح العلاقة بين الجهد والتيار الكهربائي والمقاومة الكهربائية في دائرة كهربائية.

تستكشف الفرق بين التوصيل على التوالي والتوصيل على التوازي.

تحسب القدرة الكهربائية المستهلكة في الدائرة.

توضح كيفية تجنب مخاطر الصدمة الكهربائية.

التحكم في التيار الكهربائي

تتدفق الإلكترونات عبر الدائرة الكهربائية عند وصل سلك موصل أو مصباح كهربائي بين قطبي البطارية الموجب والسالب. ويعتمد مقدار التيار الكهربائي وللمساعد على فهم هذه العلاقة، تخيل دلواً قاعدته متصلة بخرطوم ينساب الماء منه، كما يوضح الشكل ١٠. فإذا رفع الدلو إلى أعلى فسوف تزداد سرعة تدفق الماء عبر الخرطوم أكثر مما كانت عليه من قبل، فيزداد تيار الماء بزيادة الارتفاع.

الجهد والمقاومة

بالعودة إلى نموذج مضخة الماء الموضح في الشكل ٥، نجد أن الماء الهابط من أعلى يخسر طاقة وضعه، وكلما زاد ذلك الارتفاع، ازدادت طاقة الماء المتحولة، وتشبه زيادة الارتفاع في النموذج زيادة الجهد الكهربائي للبطارية في الدائرة الكهربائية. وكما أن تيار الماء يزداد بزيادة الارتفاع فإن تيار الكهرباء يزداد بزيادة الجهد الكهربائي للبطارية. كلما كانت مساحة المقطع العرضي للأنبوب في الشكل ١٠ أقل ازدادت المقاومة، وقل تدفق الماء، وبالطريقة نفسها نستطيع القول إن التيار الكهربائي في الدائرة الكهربائية يقل بزيادة المقاومة الكهربائية.

الأهمية

تتحكم الدوائر الكهربائية في سريان التيار الكهربائي خلال الأجهزة الكهربائية جميعها.

مراجعة المفردات

الجهد الكهربائي: مقياس لكمية طاقة الوضع الكهربائية التي تسبب حركة الإلكترونات في الدائرة الكهربائية، وتقاس بوحدة الفولت.

المفردات الجديدة

قانون أوم

دوائر التوصيل على التوالي

دوائر التوصيل على التوازي

القدرة الكهربائية

رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa

الدوائر الكهربائية --- SECTION: في هذا الدرس --- في هذا الدرس --- SECTION: الأهداف --- الأهداف توضح العلاقة بين الجهد والتيار الكهربائي والمقاومة الكهربائية في دائرة كهربائية. تستكشف الفرق بين التوصيل على التوالي والتوصيل على التوازي. تحسب القدرة الكهربائية المستهلكة في الدائرة. توضح كيفية تجنب مخاطر الصدمة الكهربائية. --- SECTION: التحكم في التيار الكهربائي --- التحكم في التيار الكهربائي تتدفق الإلكترونات عبر الدائرة الكهربائية عند وصل سلك موصل أو مصباح كهربائي بين قطبي البطارية الموجب والسالب. ويعتمد مقدار التيار الكهربائي وللمساعد على فهم هذه العلاقة، تخيل دلواً قاعدته متصلة بخرطوم ينساب الماء منه، كما يوضح الشكل ١٠. فإذا رفع الدلو إلى أعلى فسوف تزداد سرعة تدفق الماء عبر الخرطوم أكثر مما كانت عليه من قبل، فيزداد تيار الماء بزيادة الارتفاع. --- SECTION: الجهد والمقاومة --- الجهد والمقاومة بالعودة إلى نموذج مضخة الماء الموضح في الشكل ٥، نجد أن الماء الهابط من أعلى يخسر طاقة وضعه، وكلما زاد ذلك الارتفاع، ازدادت طاقة الماء المتحولة، وتشبه زيادة الارتفاع في النموذج زيادة الجهد الكهربائي للبطارية في الدائرة الكهربائية. وكما أن تيار الماء يزداد بزيادة الارتفاع فإن تيار الكهرباء يزداد بزيادة الجهد الكهربائي للبطارية. كلما كانت مساحة المقطع العرضي للأنبوب في الشكل ١٠ أقل ازدادت المقاومة، وقل تدفق الماء، وبالطريقة نفسها نستطيع القول إن التيار الكهربائي في الدائرة الكهربائية يقل بزيادة المقاومة الكهربائية. --- SECTION: الأهمية --- الأهمية تتحكم الدوائر الكهربائية في سريان التيار الكهربائي خلال الأجهزة الكهربائية جميعها. --- SECTION: مراجعة المفردات --- مراجعة المفردات --- SECTION: الجهد الكهربائي --- الجهد الكهربائي: مقياس لكمية طاقة الوضع الكهربائية التي تسبب حركة الإلكترونات في الدائرة الكهربائية، وتقاس بوحدة الفولت. --- SECTION: المفردات الجديدة --- المفردات الجديدة قانون أوم دوائر التوصيل على التوالي دوائر التوصيل على التوازي القدرة الكهربائية رابط الدرس الرقمي www.ien.edu.sa --- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: Untitled Description: Two illustrations showing a person holding a bucket with a hose attached. In the first illustration, the bucket is low, and water is flowing out of the hose. In the second illustration, the bucket is held higher, and the water flow from the hose is faster. Context: Illustrates the concept that increasing the height (analogous to voltage) increases the flow rate (analogous to current), similar to how lifting a bucket of water increases water flow from a hose.