مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
🎯 أهداف التعلم:
- تعريف شدة التيار الكهربائي وبيان مفهومها الفيزيائي
- التعرف على جهاز قياس شدة التيار الكهربائي (الأمبيرمتر)
- قياس شدة التيار الكهربائي في دارة كهربائية بسيطة
- تمييز ربط الأمبيرمتر (التسلسل) في الدارة الكهربائية
- حساب شدة التيار في دارة التوالي ودارة التفرع
🔍 تمهيد
عندما نشغل مصباحاً كهربائياً، تمر في فتيله كمية من الكهرباء تسبب إضاءته. هذه الكمية من الكهرباء التي تمر في مقطع معين من الناقل في زمن محدد تسمى شدة التيار الكهربائي. فما هي شدة التيار الكهربائي؟ وكيف نقيسها؟ وما وحدتها؟ هذا ما سنتعلمه في هذا الدرس.
⚡ مفهوم شدة التيار الكهربائي
شدة التيار الكهربائي هي كمية الكهرباء (الشحنة الكهربائية) التي تعبر مقطعاً معيناً من الناقل في الثانية الواحدة. بعبارة أخرى، هي تدفق الشحنات الكهربائية في الدارة الكهربائية. كلما زادت شدة التيار، زادت كمية الكهرباء المارة في الدارة، وبالتالي زادت إضاءة المصباح أو سرعة تشغيل الأجهزة الكهربائية.
يرمز لشدة التيار الكهربائي بالحرف I (من الكلمة الفرنسية Intensité).
| الكمية | الرمز | وحدة القياس | رمز الوحدة | جهاز القياس |
|---|---|---|---|---|
| شدة التيار الكهربائي | I | الأمبير | A | الأمبيرمتر |
| التوتر الكهربائي | U | الفولط | V | الفولطمتر |
🔬 جهاز القياس: الأمبيرمتر
الأمبيرمتر (Ampèremètre) هو جهاز يستخدم لقياس شدة التيار الكهربائي في الدارة. يوصل الأمبيرمتر على التسلسل مع العنصر المراد قياس شدة التيار المار فيه. يجب مراعاة قطبية الجهاز: يوصل الطرف الموجب (+) للجهة الموجبة للمولد، والطرف السالب (-) للجهة السالبة.
قواعد ربط الأمبيرمتر:
- يوصل على التسلسل (أي في نفس خط الدارة الكهربائية)
- يجب أن يكون التيار المار أقل من calibre (مدى القياس) للجهاز
- نختار أكبر مدى قياس أولاً ثم نختار المدى المناسب
- لا يوصل الأمبيرمتر على التفرع لأنه قد يتلف
🧪 تجربة افتراضية: قياس شدة التيار
🔹 تجربة 1: قياس شدة التيار في دارة بسيطة
المواد: مولد كهربائي (بطارية 4.5V)، مصباح كهربائي، أمبيرمتر، أسلاك توصيل.
الخطوات:
- نركب دارة كهربائية بسيطة تتكون من مولد ومصباح موصولين على التسلسل.
- نوصل الأمبيرمتر على التسلسل مع المصباح.
- نقرأ قيمة شدة التيار المعروضة على شاشة الأمبيرمتر.
- نسجل القراءة: I₁ = … A
الملاحظة: يضيء المصباح وتظهر قيمة معينة على الأمبيرمتر.
الاستنتاج: شدة التيار الكهربائي تقاس بواسطة الأمبيرمتر المربوط على التسلسل في الدارة الكهربائية.
📐 قانون شدة التيار في دارة التوالي
في دارة التوالي (حيث توصل العناصر واحدة تلو الأخرى)، تكون شدة التيار الكهربائي متساوية في جميع نقاط الدارة. أي أن شدة التيار المار في المصباح تساوي شدة التيار المار في المولد وتساوي شدة التيار المار في الأمبيرمتر.
قانون التوالي: I₁ = I₂ = I₃ = … (شدة التيار ثابتة في كل نقاط الدارة)
📐 قانون شدة التيار في دارة التفرع
في دارة التفرع (حيث توصل العناصر بشكل متوازٍ)، تتفرع شدة التيار عند نقطة التفرع. يكون مجموع شدات التيار في الفروع مساوياً لشدة التيار الأصلي (قبل التفرع).
قانون التفرع: I = I₁ + I₂ + I₃ + … (مجموع شدات التيار في الفروع يساوي شدة التيار الأصلي)
📊 المضاعفات والأجزاء
تستخدم وحدات أصغر وأكبر من الأمبير لقياس شدة التيار في التطبيقات المختلفة:
| الوحدة | الرمز | القيمة بالأمبير |
|---|---|---|
| الكيلوأمبير | kA | 1 kA = 1000 A |
| الميلي أمبير | mA | 1 mA = 0.001 A |
| الميكروأمبير | µA | 1 µA = 0.000001 A |
🔹 تمارين تطبيقية
التمرين 1: مر تيار كهربائي شدته 500 mA في مصباح. حول هذه القيمة إلى الأمبير.
الحل: 500 mA = 500 × 0.001 = 0.5 A
التمرين 2: في دارة تفرع، شدة التيار الأصلي I = 2 A. إذا كان الفرع الأول فيه I₁ = 1.2 A، فما شدة التيار في الفرع الثاني I₂؟
الحل: في دارة التفرع: I = I₁ + I₂ → I₂ = I − I₁ = 2 − 1.2 = 0.8 A
التمرين 3: تم قياس شدة التيار في دارة توالي فكانت 0.3 A في المصباح الأول. ما قيمة شدة التيار في المصباح الثاني والمولد؟
الحل: في دارة التوالي، شدة التيار ثابتة في كل نقاط الدارة. إذن: شدة التيار في المصباح الثاني = 0.3 A وشدة التيار في المولد = 0.3 A.
💡 تطبيقات وأهمية شدة التيار الكهربائي
- في المنزل: لكل جهاز كهربائي شدة تيار محددة (مكتوبة على الجهاز بالـ A أو mA). تجاوزها يؤدي إلى تلف الجهاز.
- في المصابيح: شدة التيار تحدد شدة الإضاءة — كلما زادت شدة التيار زادت إضاءة المصباح.
- في السلامة الكهربائية: شدة التيار المارة في جسم الإنسان قد تكون خطيرة إذا تجاوزت 30 mA.
- في الصمامات الكهربائية (Fusibles): تصمم لقطع التيار إذا تجاوز شدة معينة لحماية الأجهزة.
📌 ملخص الدرس
- شدة التيار الكهربائي (I) هي كمية الكهرباء التي تعبر مقطعاً من الناقل في الثانية.
- وحدة قياس شدة التيار الكهربائي هي الأمبير (A).
- يقاس التيار الكهربائي بواسطة الأمبيرمتر الذي يوصل على التسلسل في الدارة.
- في دارة التوالي، شدة التيار ثابتة في جميع نقاط الدارة.
- في دارة التفرع، مجموع شدات التيار في الفروع يساوي شدة التيار الأصلي.
- توجد مضاعفات وأجزاء للأمبير مثل الميلي أمبير (mA) والميكروأمبير (µA).
- لا بد من مراعاة قواعد السلامة عند التعامل مع التيار الكهربائي.
📍 دروس مشابهة:
- التيار الكهربائي المستمر — العلوم الفيزيائية للسنة الثانية متوسط
- التوتر الكهربائي — قياس فرق الجهد الكهربائي — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط