الفيزياء — المقاومة النوعية والناقلية الكهربائية: تمارين متقدمة — الثالثة ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

درس في الفيزياء مخصص لتلاميذ السنة الثالثة ثانوي شعبة علوم تجريبية حول المقاومة النوعية والناقلية. المحتوى يتبع المنهاج الرسمي الجزائري ويساعد في التحضير للبكالوريا من خلال أمثلة وتمارين محلولة.

المحتوى النظري

المقاومة النوعية (r) هي خاصية فيزيائية للمادة تحدد مقدار مقاومتها لمرور التيار الكهربائي. ترتبط بالمقاومة R بالعلاقة: R = r x L/S حيث L طول الناقل (m) و S مساحة مقطعه (m2).

الناقلية النوعية: g = 1/r (وحدة S/m).

العوامل المؤثرة: نوع المادة، درجة الحرارة (تزداد المقاومة النوعية بزيادة درجة الحرارة في الفلزات).

القواعد الأساسية

1. الفلزات: ناقلة جيدة للكهرباء (r صغيرة). المعادن مثل النحاس والفضة والألومنيوم.

2. العوازل: مقاومة نوعية كبيرة جدا (مثل المطاط والبلاستيك).

3. أشباه الموصلات: مقاومة نوعية متوسطة (السيليكون والجرمانيوم).

4. العلاقة مع درجة الحرارة: R = R0(1 + a(T – T0)).

5. تطبيقات: الثرمستور (يعتمد على تغير المقاومة بالحرارة).

تمارين بكالوريا

تمرين 1:

سلك نحاسي طوله 10 m ومساحة مقطعه 2 mm2. أحسب مقاومته علما أن المقاومة النوعية للنحاس r = 1.7×10-8 W.m.

الحل: R = r x L/S = (1.7×10-8) x 10 / (2×10-6) = 8.5×10-2 W = 0.085 W.

تمرين 2 (بكالوريا 2024):

سلك من الألومنيوم مقاومته 5 W عند 20°C. إذا أصبحت مقاومته 5.4 W عند 50°C، أحسب معامل الحرارة a للألومنيوم.

الحل: R = R0(1 + a(T-T0)). 5.4 = 5(1 + a(30)). 5.4/5 = 1 + 30a. 1.08 = 1 + 30a. a = 0.08/30 = 2.67×10-3 /°C.

دروس مشابهة

• المقاومة النوعية والناقلية الكهربائية
• الفيزياء — التيار الكهربائي المستمر: قانون أوم والمقاومة