1- عند مرور تيار شدته \((0.2 \text{ A})\) لمدة خمس ثواني في دائرة كهربائية فإن مقدار الشحنة المارة بها تساوي واحد كولوم. شرح السؤال هذا السؤال يتطلب تطبيق العلاقة الأساسية بين الشحنة والتيار والزمن. تذكر تعريف التيار الكهربائي. صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(صح).يُعرَّف التيار الكهربائي (\(I\)) بأنه معدل تدفق الشحنة الكهربائية (\(Q\)) عبر مقطع من موصل بالنسبة للزمن (\(t\)). يمكن تشبيهه بتدفق الماء في نهر، حيث يمثل التيار "شدة التيار المائي" (كمية الماء المارة كل ثانية) والشحنة تمثل "كمية الماء" الكلية التي مرت.عندما يكون التيار ثابتًا، تكون العلاقة هي: \[I = \frac{Q}{t}\] لإيجاد كمية الشحنة الكلية (\(Q\))، نعيد ترتيب المعادلة: \[Q = I \times t\] بالتعويض بالقيم المعطاة في السؤال: \[Q = 0.2 \text{ A} \times 5 \text{ s} = 1.0 \text{ C}\] إذن، العبارة صحيحة.للاطلاع أكثر:في حساب التفاضل، عندما يكون التيار متغيرًا مع الزمن \(I(t)\)، تُحسب الشحنة الكلية \(Q\) خلال فترة زمنية من \(t_1\) إلى \(t_2\) عن طريق التكامل: \(Q = \int_{t_1}^{t_2} I(t) dt\). المعادلة \(Q=It\) هي حالة خاصة عندما يكون التيار \(I\) ثابتًا.الوحدة الثانية: الكهرباء التيارية، الدرس 1-2: الشحنة الساكنة والتيار الكهربائي، ص 32.
2- سلك طوله (4m) ومساحة مقطعه \((0.5 \times 10^{-4} \text{ m}^2)\) يمر به تيار شدته (3A) عندما كان فرق الجهد بين طرفيه (12V) فإن مقاومته النوعية: شرح السؤال لإيجاد المقاومة النوعية، تحتاج أولاً إلى معرفة مقاومة السلك. يمكنك حسابها من فرق الجهد وشدة التيار باستخدام قانون أوم. بعد ذلك، استخدم قانون المقاومة النوعية لحساب القيمة المطلوبة. \(0.5 \times 10^{-3} \Omega \cdot m\) \(0.5 \times 10^{-4} \Omega \cdot m\) \(0.5 \times 10^{-2} \Omega \cdot m\) \(0.5 \times 10^{2} \Omega \cdot m\) الإجابة الصحيحة هي(\(0.5 \times 10^{-4} \Omega \cdot m\)).هذه مسألة من خطوتين:أولاً، نحسب مقاومة السلك (R) من قانون أوم:\[R = \frac{V}{I} = \frac{12 \text{ V}}{3 \text{ A}} = 4 \Omega\]ثانياً، نحسب المقاومة النوعية (\(\rho\)) من قانونها:\[R = \rho \frac{L}{A} \implies \rho = \frac{R \cdot A}{L}\] المعطيات: \(L=4 \text{ m}\), \(A=0.5 \times 10^{-4} \text{ m}^2\). \[\rho = \frac{4 \Omega \times (0.5 \times 10^{-4} \text{ m}^2)}{4 \text{ m}}\] \[\rho = 1 \Omega \times (0.5 \times 10^{-4} \text{ m}) = 0.5 \times 10^{-4} \Omega \cdot m\]للتفكير:هل تتغير المقاومة النوعية لسلك إذا تغير طوله أو مساحة مقطعه؟الوحدة الثانية: الكهرباء التيارية، الدرس 4-2: المقاومة، ص 44.
3- تصنع أسلاك التوصيل في الدوائر الكهربائية من النحاس الأصفر لأنه: شرح السؤال أسلاك التوصيل يجب أن تنقل الكهرباء بأقل قدر من الفقد. ما هي الخاصية الكهربائية التي يجب أن تتمتع بها مادة السلك لتحقيق ذلك؟ يسمح بمرور التيار بسهولة في الأسلاك يستخدم كعنصر تسخين للأسلاك مقاومته النوعية كبيرة لا يسمح مطلقاً بمرور التيار الكهربائي الإجابة الصحيحة هي(يسمح بمرور التيار بسهولة في الأسلاك).تُصنع أسلاك التوصيل الكهربائي من مواد موصلة جيدة مثل النحاس والألومنيوم. السمة الرئيسية لهذه المواد هي أن لها **مقاومة نوعية منخفضة جدًا**. هذا يعني أنها لا تعيق حركة الإلكترونات (التيار) بشكل كبير، مما يسمح للتيار بالمرور خلالها بسهولة وبأقل فقدان للطاقة على شكل حرارة. الخيار (يسمح بمرور التيار بسهولة في الأسلاك) هو التعبير العام عن هذه الخاصية.تدريب:لماذا لا تُستخدم الفضة في صناعة الأسلاك الكهربائية على الرغم من أنها أفضل موصل للكهرباء من النحاس؟الوحدة الثانية: الكهرباء التيارية، الدرس 4-2: المقاومة، ص 44 (جدول 2-2).
4- تعتمد مقاومة موصل كهربائي معين (R) على العوامل التالية ماعدا: شرح السؤال مقاومة موصل فلزي (أومي) هي خاصية فيزيائية للموصل نفسه. ما هي العوامل التي تحدد هذه الخاصية؟ وهل يتغير مقدارها بتغير التيار المار فيها (عند ثبوت درجة الحرارة)؟ شدة التيار المار في الموصل نوع مادة الموصل طول الموصل مساحة مقطع الموصل الإجابة الصحيحة هي(شدة التيار المار في الموصل).مقاومة موصل فلزي عند درجة حرارة ثابتة تعتمد على خصائصه الفيزيائية، والتي تُعطى بالعلاقة: \[R = \rho \frac{L}{A}\] وهي تعتمد على:نوع مادة الموصل (\(\rho\)):المقاومة النوعية هي خاصية مميزة للمادة.طول الموصل (L):المقاومة تزداد بزيادة الطول.مساحة مقطع الموصل (A):المقاومة تقل بزيادة مساحة المقطع.أما شدة التيار المار في الموصل فهي لا تغير من قيمة المقاومة نفسها (للموصل الأومي)، بل إن المقاومة هي التي تحدد قيمة التيار عند جهد معين وفقاً لقانون أوم (\(I=V/R\)).سؤال:لماذا تزداد مقاومة فتيل المصباح عند تشغيله؟ وهل يعتبر المصباح في هذه الحالة موصلاً أومياً؟الوحدة الثانية: الكهرباء التيارية، الدرس 4-2: المقاومة، ص 43.
