B.5 · التيار والدوائر الكهربائية

دبلومة البكالوريا الدولية · IB Diploma · Physics · HL · الموضوع 10

عرض الشرائح تدريب

10.1

النطاق والشروط المسبقة

يتناول هذا المستند موضوعات مختارة من المرحلة HL للمادة التي تم تقييمها لأول مرة في 2025؛ وهو لا يمثل المنهج الدراسي بأكمله.

المؤهلات السابقة: قراءة الكميات والوحدات المحددة، واستخدام العمليات الحسابية وشروط النموذج أدناه.

الأمثلة أصيلة ومخترعة: فهي ليست قياسات حقيقية أو تحقيقات طلابية فعلية.

مفردات تدريب

English	العربية
current/ˈkʌrənt/	الشدة الكهربائية
potential difference/pəˈtenʃl ˈdɪfrəns/	فرق الجهد الكهربائي

10.2

التيار وفرق الجهد والمقاومة

ما الذي قد يفسر هذه الملاحظة؟

تصبح المصباح خافتًا عند إضافة مصباح آخر على التوالي. التيار ونقل الطاقة يعتمدان على الدائرة بأكملها، وليس فقط على مصباح واحد.

بنِ النموذج

التيار هو الشحنة المارة في وحدة الزمن.
الفرق في الجهد هو الطاقة المنتقلة لكل شحنة.
المقاومة هي الفرق في الجهد مقسوماً على التيار لنقطة تشغيل محددة.
التيار: معدل تدفق الشحنة.
الفرق في الجهد: الطاقة المنتقلة لكل وحدة شحنة.

مصدر تيار مستمر، مقاومة متصلة بها فولتميتر عبر طرفيها، ومقياس أمبير على التوالي — يوضع الأمmeter على التوالي لقياس التيار؛ ويوضع الفولتميتر على التوازي عبر العنصر

اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج

التيار متساوي عبر المكونات المتصلة على التوالي.
تتجمع فروق الجهد حول المسار المتسلسل.
في الدائرة المتوازية، تتشارك الفروع نفس فرق الجهد، بينما يتجمع تيار الفرع عند نقطة التفرع.

في المختبر: ضع الأميتر على التوالي والفولتميتر على التوازي. للتحقيق في العلاقة بين التيار والجهد (I-V)، غيّر الجهد على خطوات، وعكس القطبية عند الحاجة، وقيّد التيار لتقليل التسخين.

اعمل من الكميات المعروفة

معلوم: يوجد على مقاومة 6.0 V عبرها ويتدفق خلالها 0.30 A.
استخدم R = V/I.
R = 6.0/0.30 = 20 أوم.
القدرة = VI.
القدرة = 6.0×0.30 = 1.8 واط.
تصف هذه الكميات نفس نقطة التشغيل.

دورك: مكون ما يوجد عبره 12 V ويتدفق خلاله 0.40 A. احسب المقاومة.

تحقق من الاستنتاج وحدوده

لا يُستهلك التيار بواسطة المصباح.
يسخّن خيط المصباح، لذا لا بد أن تظل مقاومته ثابتة مع تغير الجهد.

غير صحيح: المصباح يستهلك التيار الكهربائي أثناء مرور الشحنة خلاله. التيار هو تدفق للشحنة، والشحنة محفوظة؛ نفس التيار يدخل ويخرج من المصباح. ينقل المصباح الطاقة من الشحنات إلى حرارة وضوء؛ ولا يستهلك الشحنات.

المفتاح:

التيار هو الشحنة المارة في وحدة الزمن.
التيار متساوي عبر المكونات المتصلة على التوالي.
انتبه: لا يُستهلك التيار بواسطة المصباح.

اكتب من مقاومة مقدارها 36 أوم

A component has 9 V across it and carries 0.25 A.
جد المقاومة والطاقة. المصباح لا يستهلك التيار الكهربائي.

اكتب من قدرة مقدارها 2.25 واط

A component has 9 V across it and carries 0.25 A.
P = VI = 2.25 واط، التحقق بواسطة I²R حيث R = 36 أوم: 0.0625 × 36 = 2.25 واط — طريقتان، إجابة واحدة.

اكتب من توزيع على شكل متوالي-متوازي

مقاومتان مقدارهما 12 أوم: في التوالي 24 أوم، وفي التوازي 6 أوم.
التيار المتوالٍ يمر تيار واحد عبر كلاهما؛ بينما ينفصل التيار المتوازي — نفس الزوج بالضبط، لكن بأربع قيم مختلفة للمقاومة.

استكشف

One operating point: voltage, current and resistance

$I=\frac{V}{R};\quad P=VI$

At the worked operating point, 6 V across 20 ohms produces 0.30 A and 1.8 W.

المزيد من المواضيع في دبلومة البكالوريا الدولية · IB Diploma · Physics · HL