التَّجْرِبَة الِاسْتِهْلَالِيَّة: اسْتِقْصَاء الْعَلَاقَة بَيْن الْجُهْد وَالتَّيَّار - الْفِيزْيَاء

الِانْتِقَال السَّرِيع إِلَى الْأَسْئِلَة:

التَّحْلِيل وَالِاسْتِنْتَاج

دَارَة التَّجْرِبَة الِاسْتِهْلَالِيَّة دَارَة كَهْرَبَائِيَّة تَحْتَوِي مَصْدَر طَاقَة، مُقَاوَمَة، أَمِيتَر، وَفُولْتِمِيتَر + - DC A R V
شَكْل: دَارَة التَّجْرِبَة الِاسْتِهْلَالِيَّة

السُّؤَال 1 (صَفْحَة 131)

أُمَثِّل قِرَاءَات الْجَدْوَل بَيَانِيّاً، بِحَيْثُ يَكُون فَرْق الْجُهْد عَلَى الْمِحْوَر الْأُفُقِيّ وَالتَّيَّار عَلَى الْمِحْوَر الرَّأْسِيّ.
خُطْوَة الْحَلّ

هَذَا النَّشَاط يَعْتَمِد عَلَى الْقِرَاءَات الْعَمَلِيَّة الَّتِي حَصَلْتَ عَلَيْهَا فِي الْمُخْتَبَر. لِتَمْثِيلِها:

  • ارْسُم مِحْوَراً أُفُقِيّاً (x) لِيُمَثِّل فَرْق الْجُهْد \(V\) بِوَحْدَة الْفُولْت.
  • ارْسُم مِحْوَراً رَأْسِيّاً (y) لِيُمَثِّل التَّيَّار \(I\) بِوَحْدَة الْأَمْبِير.
  • عَيِّن النِّقَاط (الْجُهْد، التَّيَّار) لِكُلّ قِرَاءَة.
  • ارْسُم أَفْضَل خَطّ مُسْتَقِيم يَمُرّ بِأَكْبَر عَدَد مُمْكِن مِنْ النِّقَاط لِكُلّ مُقَاوَمَة.
النَّتِيجَة:

سَيَنْتُج لَدَيْك ثَلَاثَة خُطُوط مُسْتَقِيمَة تَمُرّ بِنُقْطَة الْأَصْل، كُلّ خَطّ يُمَثِّل إِحْدَى الْمُقَاوَمَات الثَّلَاث.

السُّؤَال 2 (صَفْحَة 131)

أَسْتَخْدِم الْأَرْقَام: أَحْسِب قِيمَة الْمُقَاوَمَة الْكَهْرَبَائِيَّة، وَذَلِك بِحِسَاب مَقْلُوب مَيْل مُنْحَنَى الْعَلَاقَة بَيْن فَرْق الْجُهْد وَالتَّيَّار لِلْمُقَاوَمَات الثَّلَاث.
طَرِيقَة الْحِسَاب

يُمَثِّل الْمَيْل فِي الرَّسْم الْبَيَانِيّ السَّابِق (التَّغَيُّر فِي الصَّادَات / التَّغَيُّر فِي السِّينَات):

\[\text{Slope} = \frac{\Delta I}{\Delta V}\]

وَمِنْ قَانُون أُوم، نَعْلَم أَنَّ الْمُقَاوَمَة هِيَ النِّسْبَة بَيْن فَرْق الْجُهْد وَالتَّيَّار:

\[R = \frac{\Delta V}{\Delta I}\]

لِذَلِك، تَكُون قِيمَة الْمُقَاوَمَة هِيَ مَقْلُوب الْمَيْل لِكُلّ خَطّ:

\[R = \frac{1}{\text{Slope}}\]

تُطَبَّق هَذِهِ الْخُطْوَة رِيَاضِيّاً عَلَى قِرَاءَاتِك لِاسْتِخْرَاج قِيمَة لِكُلِّ مُقَاوَمَة بِوَحْدَة (\(\Omega\)).

السُّؤَال 3 (صَفْحَة 131)

أُقَارِن بَيْن قِيَم الْمُقَاوَمَات، وَأَصِف كُلّاً مِنْهَا، إِنْ كَانَت ثَابِتَة أَوْ مُتَغَيِّرَة.
الِاسْتِنْتَاج وَالتَّفْسِير

بِمَا أَنَّ الرَّسْم الْبَيَانِيّ لِكُلّ مُقَاوَمَة عِبَارَة عَنْ خَطّ مُسْتَقِيم، فَهَذَا يَعْنِي أَنَّ مَيْل الْمُنْحَنَى ثَابِت لَا يَتَغَيَّر مَعَ تَغَيُّر فَرْق الْجُهْد.

الْإِجَابَة النِّهَائِيَّة:

قِيمَة كُلّ مُقَاوَمَة ثَابِتَة (لِأَنَّهَا تُطِيع قَانُون أُوم)، وَلَكِنَّهَا تَخْتَلِف مِنْ مُقَاوَمَة إِلَى أُخْرَى حَسَب اخْتِلَاف مَيْل الْخَطّ الْخَاصّ بِهَا.

السُّؤَال 4 (صَفْحَة 131)

أَتَوَقَّع: فِي حَال اسْتِخْدَام مَوَادّ أُخْرَى مُخْتَلِفَة؛ هَلْ تَسْلُك جَمِيعُهَا سُلُوك الْمُقَاوَمَات مِنْ حَيْثُ النِّسْبَة بَيْن فَرْق الْجُهْد وَالتَّيَّار ؟
التَّفْسِير الْعِلْمِيّ

لَيْسَت كُلّ الْمَوَادّ تُحَافِظ عَلَى نِسْبَة ثَابِتَة بَيْن فَرْق الْجُهْد وَالتَّيَّار (مُقَاوَمَة ثَابِتَة). الْمَوَادّ الَّتِي تَسْلُك هَذَا السُّلُوك (ذَات الْعَلَاقَة الْخَطِّيَّة) تُسَمَّى مُوصِلَات أُومِيَّة.

الْإِجَابَة النِّهَائِيَّة:

لَا. هُنَاكَ مَوَادّ أُخْرَى، مِثْل أَشْبَاه الْمُوصِلَات وَالْوَصْلَات الثُّنَائِيَّة (الدِّيُود)، لَا تَكُون النِّسْبَة فِيهَا بَيْن فَرْق الْجُهْد وَالتَّيَّار ثَابِتَة. بَلْ تَتَغَيَّر مُقَاوَمَتُهَا بِتَغَيُّر الْجُهْد، وَتُسَمَّى مُوصِلَات لَاأُومِيَّة.

bilal
bilal
تعليقات