الظواهر الكهربائية: قانون أوم في التفاعلات الكيميائية – التيار الكهربائي والمقاومة – الأولى ثانوي – علوم فيزيائية – المنهاج الجزائري

الدرس: الظواهر الكهربائية – قانون أوم – العلوم الفيزيائية – الأولى ثانوي

أهداف الدرس:

• التعرف على مفهوم التيار الكهربائي وشدة التيار والتوتر الكهربائي.
• صياغة قانون أوم وتطبيقه في الدارات الكهربائية البسيطة.
• حساب المقاومة الكهربائية وشدة التيار والتوتر باستخدام قانون أوم.
• دراسة تركيب المقاومات على التسلسل والتوازي.

شرح الدرس:

أولا: التيار الكهربائي
التيار الكهربائي هو سيل من الإلكترونات الحرة تتحرك بانتظام في ناقل معدني تحت تأثير توتر كهربائي. تقاس شدة التيار (I) بوحدة الأمبير (A) باستخدام جهاز الأمبيرمتر الذي يوصل على التسلسل في الدارة الكهربائية.

ثانيا: التوتر الكهربائي
التوتر الكهربائي (U) هو فرق الكمون بين نقطتين في دارة كهربائية، ويقاس بوحدة الفولط (V) باستخدام جهاز الفولطمتر الذي يوصل على التفرع.

ثالثا: قانون أوم
ينص قانون أوم على أن: التوتر الكهربائي بين طرفي ناقل أومي يتناسب طردا مع شدة التيار الكهربائي المار فيه، بشرط ثبات درجة الحرارة. الصيغة الرياضية:
U = R x I
حيث:
U: التوتر الكهربائي (بوحدة V)
R: المقاومة الكهربائية (بوحدة أوم Ω)
I: شدة التيار الكهربائي (بوحدة A)

رابعا: المقاومة الكهربائية
المقاومة الكهربائية هي ممانعة الناقل لمرور التيار الكهربائي. تعتمد على:
– طبيعة المادة (مقاومية المادة).
– طول الناقل (تتناسب طردا مع الطول).
– مساحة مقطعه العرضي (تتناسب عكسا مع المساحة).
– درجة الحرارة.

خامسا: تركيب المقاومات

• على التسلسل: المقاومة المكافئة = R1 + R2 + R3 + … والشعة متساوية والتوترات تتوزع.
• على التوازي: مقلوب المقاومة المكافئة = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … والتوتر متساو والشعاعات تتوزع.

تمارين تطبيقية:

التمرين 1: دارة كهربائية بسيطة تحتوي على مولد توتره 12V وناقل أومي مقاومته 4Ω. احسب شدة التيار المار في الدارة.

التمرين 2: ثلاث مقاومات قيمها: R1=2Ω, R2=3Ω, R3=5Ω ركبت على التسلسل ثم على التوازي. احسب المقاومة المكافئة في كل حالة.

التمرين 3: ناقل أومي طوله 2m ومساحة مقطعه 0.5mm² ومقاومته 0.1Ω.mm²/m. احسب مقاومته الكهربائية.

الحلول النموذجية:

حل التمرين 1:
تطبيق قانون أوم: U = R x I → I = U/R = 12V / 4Ω = 3A. شدة التيار = 3 أمبير.

حل التمرين 2:
على التسلسل: Req = R1+R2+R3 = 2+3+5 = 10Ω.
على التوازي: 1/Req = 1/2+1/3+1/5 = (15+10+6)/30 = 31/30 → Req = 30/31 ≈ 0.97Ω.

حل التمرين 3:
R = ρ × L/S = 0.1 × 2/0.5 = 0.4Ω.

دروس مشابهة:

درس قانون أوم المتقدم – الثالثة ثانوي
درس التيار الكهربائي المتناوب – الثانية ثانوي