التيار الكهربائي وقانون أوم: مفهوم التيار والمقاومة والفرق في الجهد مع تمارين محلولة — العلوم الفيزيائية — الأولى ثانوي — المنهاج الجزائري

التيار الكهربائي وقانون أوم

أهداف التعلم:

• التعرف على مفهوم التيار الكهربائي وشدته
• فهم مفهوم المقاومة الكهربائية والفرق في الجهد
• تطبيق قانون أوم في حل المسائل
• حساب المقاومة المكافئة في تركيبات التوالي والتوازي

الشرح الكامل للدرس:

1. التيار الكهربائي (I)

هو سيل من الشحنات الكهربائية (الإلكترونات) عبر ناقل معدني. يقاس بالأمبير (A) باستعمال جهاز الأمبيرمتر الذي يوصل على التوالي في الدارة.

التيار الكهربائي = كمية الشحنة ÷ الزمن : I = Q / t

حيث: I بالأمبير (A)، Q بالكولوم (C)، t بالثانية (s)

2. الفرق في الجهد (U)

هو مقدار الطاقة التي يكتسبها أو يفقدها التيار عند عبوره بين نقطتين. يقاس بالفولط (V) باستعمال جهاز الفولطمتر الذي يوصل على التفرع (بالتوازي).

3. المقاومة الكهربائية (R)

هي ممانعة الناقل لمرور التيار الكهربائي. تقاس بالأوم (Ω). كلما زادت المقاومة قل التيار المار في الدارة.

4. قانون أوم (Ohms Law)

ينص قانون أوم على أن فرق الجهد بين طرفي ناقل معدني يتناسب طرداً مع شدة التيار المار فيه، بثابت تناسب هو مقاومة الناقل.

U = R × I

حيث: U بفولط (V)، R بأوم (Ω)، I بأمبير (A)

5. تركيب المقاومات

أ) على التوالي (Series) :

المقاومة المكافئة = مجموع المقاومات: R_eq = R₁ + R₂ + R₃

التيار نفس القيمة في كل المقاومات، وفرق الجهد يتوزع.

ب) على التوازي (Parallel) :

مقلوب المقاومة المكافئة = مجموع مقلوب المقاومات: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃

فرق الجهد نفس القيمة على كل مقاومة، والتيار يتوزع.

أمثلة بكالوريا محلولة:

مثال 1: ناقل معدني مقاومته 20 Ω، طبق عليه فرق جهد 5 V. أحسب شدة التيار المار فيه.

الحل: بتطبيق قانون أوم: U = R × I ← I = U / R = 5 / 20 = 0.25 A

مثال 2: مقاومتان R₁ = 10 Ω و R₂ = 15 Ω مربوطتان على التوالي، وفرق الجهد الكلي 50 V. أحسب:

أ) المقاومة المكافئة

ب) شدة التيار الكلي

ج) فرق الجهد على كل مقاومة

الحل:

أ) R_eq = R₁ + R₂ = 10 + 15 = 25 Ω

ب) I = U / R_eq = 50 / 25 = 2 A

ج) U₁ = R₁ × I = 10 × 2 = 20 V | U₂ = R₂ × I = 15 × 2 = 30 V

تمارين محلولة:

التمرين 1: دارة كهربائية تحتوي على مقاومة R = 30 Ω، يمر فيها تيار شدته 0.5 A. أحسب فرق الجهد بين طرفي المقاومة.

الحل: U = R × I = 30 × 0.5 = 15 V

التمرين 2: مقاومتان R₁ = 6 Ω و R₂ = 12 Ω ربطتا على التوازي، وفرق الجهد الكلي 24 V. أحسب:

أ) المقاومة المكافئة | ب) التيار الكلي | ج) التيار في كل مقاومة

الحل:

أ) 1/R_eq = 1/6 + 1/12 = 2/12 + 1/12 = 3/12 = 1/4 ← R_eq = 4 Ω

ب) I = U / R_eq = 24 / 4 = 6 A

ج) I₁ = U / R₁ = 24 / 6 = 4 A | I₂ = U / R₂ = 24 / 12 = 2 A

نقاط رئيسية للحفظ:

• قانون أوم: U = R × I
• التوالي: R_eq = R₁ + R₂ + … والتيار ثابت
• التوازي: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + … والجهد ثابت
• الأمبيرمتر يوصل على التوالي، الفولطمتر على التوازي

📍 دروس مشابهة:

• العدسات الرقيقة: قوانين التقارب والتكبير مع تمارين بكالوريا محلولة
• الضغط في السوائل والموائع: قانون باسكال وتطبيقاته مع تمارين محلولة