مختبر تركيب الدوائر الكهربية
ركّب أي دائرة بنفسك بالرموز العلمية زي الكتاب، والمحاكاة هتحسب القراءات بالظبط مهما كان شكل التوصيل.
دوس على أي مكوّن من القائمة علشان يتضاف، أو اسحبه للمكان اللي عاوزه.
علشان توصّل سلك: اسحب من طرف لطرف، أو المس طرف وبعدين المس الطرف التاني.
الدرس الأول: التيار الكهربي
الإلكترونات الحرة، وشدة التيار، وفرق الجهد، والقوة الدافعة الكهربية، وتوصيل الأعمدة، والمقاومة الكهربية.
فكّر
جرّب
اقفل المفتاح (المسه) في كل دائرة، وشوف إضاءة المصباح وقراءة الفولتميتر. الجدول هيتملي لوحده.
| الدائرة | (1) | (2) | (3) |
|---|---|---|---|
| شدة الإضاءة | — | — | — |
| قراءة الفولتميتر | — | — | — |
اقفل المفتاح، وبعدين اسحب الزالق الأزرق على الريوستات (أو استخدم الشريط) من X إلى Y، وراقب الأميتر والمصباح.
استنتج
على التوالي: εtotal = n × εcell (تزداد القوة الدافعة الكلية).
على التوازي: εtotal = εcell (تظل ثابتة، ويستمر التيار لفترة أطول).
اختبر نفسك
الدرس الثاني (1): قانون أوم
نحقق قانون أوم عمليًا بالدائرة اللي في الكتاب، ونسجّل القراءات ونرسمها بيانيًا ونحسب المقاومة.
فكّر
جرّب
الدائرة: بطارية + مفتاح + أميتر + مقاومة ثابتة + ريوستات على التوالي، والفولتميتر على التوازي بين طرفي المقاومة الثابتة.
① اقفل المفتاح. ② الريوستات بيبدأ عند أكبر قيمة له علشان التيار يكون أقل ما يمكن ونحمي الدائرة. ③ سجّل القراءة، وبعدين قلّل الريوستات وسجّل تاني (5 محاولات على الأقل).
| المحاولة | قراءة الفولتميتر V (V) | قراءة الأميتر I (A) | V / I (Ω) |
|---|
استنتج
• عند ثبوت المقاومة: كلما زاد فرق الجهد تزداد شدة التيار (علاقة طردية).
• عند ثبوت فرق الجهد: كلما زادت المقاومة تقل شدة التيار (علاقة عكسية).
• احتراق المقاومة الثابتة: تصبح قراءة الأميتر صفرًا، وتكون قراءة الفولتميتر المتصل بين طرفي المصدر مساوية للقوة الدافعة الكهربية له.
اختبر نفسك
الدرس الثاني (2): توصيل المقاومات
المقاومة المكافئة، وتوزيع التيار وفرق الجهد في التوصيل على التوالي وعلى التوازي.
فكّر
جرّب
المس المفتاح علشان تقفل الدائرة. تحت كل مقاومة مكتوب التيار المار فيها وفرق الجهد بين طرفيها.
• سُمك نقط التيار على الدائرة بيوضح شدته: النقط التخينة = تيار أكبر، والرفيعة = تيار أصغر.
• لون السلك بيوضح الجهد عند كل نقطة: كل ما اللون اتغيّر بين طرفي مقاومة يبقى فيه فرق جهد بين طرفيها.
⚡ شدة التيار في كل مقاومة
🔋 فرق الجهد بين طرفي كل مقاومة
استنتج
| وجه المقارنة | التوصيل على التوالي | التوصيل على التوازي |
|---|---|---|
| مسار التيار | مسار واحد متصل | مسارات متفرعة ومتعددة |
| المقاومة المكافئة (متماثلة) | R̃ = R × n | R̃ = R / n |
| مقارنتها بالمقاومة الواحدة | أكبر | أقل |
| الهدف | الحصول على مقاومة مكافئة كبيرة | الحصول على مقاومة مكافئة صغيرة |
| شدة التيار | متساوية في جميع المقاومات I = I₁ = I₂ | تتوزع I = I₁ + I₂ + … |
| فرق الجهد | يتوزع V = V₁ + V₂ + … | متساوٍ V = V₁ = V₂ |
| تلف أحد المكونات | ينقطع التيار عن الدائرة كلها | ينقطع عن المكوّن التالف فقط |
اختبر نفسك
الدرس الثاني (3): الطاقة الكهربية والقدرة الكهربية
القدرة، ووحدة الكيلووات ساعة، وحساب تكلفة الاستهلاك، وبطاقة كفاءة الطاقة، واحتياطات الأمان.
فكّر
جرّب
السعر الافتراضي هو المستخدم في مثال الكتاب، وتقدر تغيّره.
بيتلزق على الأجهزة الكهربية بطاقة فيها الاستهلاك الشهري للجهاز بوحدة kW·h، ومستوى كفاءة الطاقة بالحروف والألوان:
- A (أخضر): أعلى كفاءة وأقل استهلاك للكهرباء.
- E (أحمر): أقل كفاءة وأعلى استهلاك للكهرباء.
أهميتها: إن المستهلك يختار المنتج الأعلى كفاءة والأقل استهلاكًا، ويتحمى من شراء المنتجات منخفضة الكفاءة.
استنتج
من kW·h إلى J: نضرب في 3.6 × 10⁶ · ومن J إلى kW·h: نقسم على 3.6 × 10⁶.
- عدم إجراء أي توصيلات أو استبدال أي مكون إلا بعد فصل التيار تمامًا.
- عدم لمس الأسلاك بأيدٍ مبتلة؛ لأن ماء الصنبور يحتوي على أملاح ذائبة تجعله موصلًا جيدًا للكهرباء.
- عدم استخدام مصادر الكهرباء المنزلية في التجارب المدرسية.
- الحذر من توصيل عدة أجهزة عالية القدرة بمقبس واحد؛ لتجنب زيادة شدة التيار في الأسلاك وارتفاع حرارتها وحدوث حرائق.
- التأكد من عزل الأسلاك جيدًا تجنبًا لحدوث الصعق الكهربي.
اختبر نفسك
عن المحاكاة
مختبر الدوائر الكهربية التفاعلي محاكاة مجانية لدرسي «التيار الكهربي» و«الدوائر الكهربية» في منهج العلوم للمرحلة الإعدادية. يركّب الطالب الدوائر بالرموز العلمية المستخدمة في الكتاب المدرسي: العمود الكهربي، والبطارية، والمصباح، والمفتاح، والمقاومة الثابتة، والريوستات، والأميتر، والفولتميتر.
تحسب المحاكاة شدة التيار وفرق الجهد في أي دائرة، وتوضح اتجاه التيار الكهربي، وتشمل أنشطة توصيل الأعمدة على التوالي والتوازي، وتحقيق قانون أوم بالجدول والرسم البياني، وتوصيل المقاومات وحساب المقاومة المكافئة، وحساب القدرة الكهربية وتكلفة الاستهلاك بالكيلووات ساعة.
طريقة الاستخدام: اختر الدرس من الأعلى، واتبع خطوات «فكّر ثم جرّب ثم استنتج»، ثم حل أسئلة «اختبر نفسك» مع التصحيح الفوري. تعمل المحاكاة على الكمبيوتر والموبايل وشاشة العرض في الفصل.