1- تكون مقاومة الجلد الرطب حوالي \((100 \text{ k}\Omega)\) ويفسر ذلك عمل الجلد في هذه الحالة كطبقة عازلة لمرور التيار الكهربائي للجسم. شرح السؤال فكر في تأثير الرطوبة على قدرة المواد على توصيل الكهرباء. هل تزيد الرطوبة من المقاومة أم تقللها؟ وكيف يؤثر ذلك على سلامتك عند التعامل مع الكهرباء؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(خطأ).مقاومة الجلد البشري تتغير بشكل كبير حسب حالته.الجلد الجافله مقاومة عالية نسبيًا (يمكن أن تصل إلى \(100 \text{ k}\Omega\) أو أكثر في بعض الحالات)، ويعمل كطبقة عازلة إلى حد ما. أماالجلد الرطب، فمقاومته تنخفض بشكل كبير جدًا (قد تصل إلى بضع مئات من الأومات فقط) بسبب وجود الماء والأملاح التي تسهل مرور التيار الكهربائي.العبارة خاطئة لسببين:مقاومة الجلد الرطبأقل بكثيرمن \(100 \text{ k}\Omega\). القيمة المذكورة أقرب لمقاومة الجلد الجاف.عندما يكون الجلد رطبًا، فإنه يعملكموصل أفضل للتياروليس كطبقة عازلة، مما يزيد من خطورة التعرض للصدمات الكهربائية.للتفكير:لماذا يُنصح دائمًا بتجفيف اليدين تمامًا قبل التعامل مع الأجهزة الكهربائية أو لمس المفاتيح الكهربائية؟(الوحدة الرابعة: مجموعة الدوائر الكهربائية العملية، الدرس 3-4: أخطار الكهرباء، فقرة "شروط مناخية رطبة"، صفحة 69)
2- يصنع سلك الفتيل في المصباح الكهربائي من التنجستين لمقاومته العالية ودرجة انصهاره المنخفضة. شرح السؤال لكي يتوهج الفتيل ويصدر ضوءًا، يجب أن يسخن لدرجة حرارة عالية جدًا. ما هي الخاصية التي يجب أن يتمتع بها معدن الفتيل ليتحمل هذه الحرارة دون أن يتلف؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة هي(خطأ).يُصنع سلك الفتيل في المصابيح الكهربائية المتوهجة من معدن التنجستين لعدة أسباب، أهمها:درجة انصهار عالية جدًا:التنجستين لديه واحدة من أعلى درجات الانصهار بين جميع الفلزات (حوالي \(3400 ^\circ\text{C}\)). هذا يسمح للفتيل بأن يسخن إلى درجة حرارة عالية جداً (حوالي \(2500 ^\circ\text{C}\)) ويتوهج مصدرًا الضوء دون أن ينصهر.مقاومة كهربائية عالية نسبيًا:مقاومته العالية تساهم في توليد كمية كبيرة من الحرارة عند مرور التيار الكهربائي خلاله (وفقًا لقانون جول \(P = I^2R\)).العبارة خاطئة لأنها تذكر أن درجة انصهار التنجستين منخفضة، والصحيح أنها عالية جدًا.للتفكير:لماذا يُملأ المصباح الفتيلي بغاز خامل مثل الأرجون بدلاً من الهواء؟(الوحدة الرابعة: مجموعة الدوائر الكهربائية العملية، الدرس 1-4: بعض استخدامات الكهرباء، فقرة "الإضاءة الكهربائية - مصابيح توهجية"، صفحة 62)
3- استخدم مصدر كهربائي قوته الدافعة الكهربائية (240 V) في إضاءة محل تجاري به منصهر يسمح بمرور تيار أقصاه \((5 \text{ A})\) فإن عدد المصابيح ذات القدرة (40 W) التي يمكن استخدامها دفعة واحدة دون أن يحترق المنصهر: شرح السؤال لحساب أقصى عدد من المصابيح، عليك أولاً تحديد أقصى قدرة يمكن أن تتحملها الدائرة بناءً على جهد المصدر وأقصى تيار للمنصهر. ثم قسم هذه القدرة القصوى على قدرة المصباح الواحد. 60 مصباحاً 30 مصباحاً 40 مصباحاً 20 مصباحاً الإجابة الصحيحة هي(30 مصباحاً).خطوات الحل:حساب أقصى قدرة كهربائية \((P_{max})\) يمكن أن تتحملها الدائرة دون أن ينصهر المنصهر:الجهد الكهربائي للمصدر \((V) = 240 \text{ V}\).أقصى تيار يسمح به المنصهر \((I_{max}) = 5 \text{ A}\).باستخدام العلاقة \(P = VI\)، فإن أقصى قدرة هي:\(P_{max} = V \times I_{max} = 240 \text{ V} \times 5 \text{ A} = 1200 \text{ W}\).حساب عدد المصابيح (N) التي يمكن استخدامها:قدرة المصباح الواحد \((P_{lamp}) = 40 \text{ W}\).عدد المصابيح (N) يساوي أقصى قدرة يمكن للدائرة تحملها مقسومة على قدرة المصباح الواحد (بافتراض توصيل المصابيح على التوازي بحيث يعمل كل مصباح بالجهد الكامل): \[N = \frac{P_{max}}{P_{lamp}} = \frac{1200 \text{ W}}{40 \text{ W/مصباح}} = 30 \text{ مصباحاً}\]لذلك، يمكن استخدام 30 مصباحاً بقدرة 40 واط لكل منها دفعة واحدة دون أن يتجاوز التيار الكلي 5 أمبير فينصهر المنصهر.للتفكير:إذا تم استخدام 35 مصباحاً، ماذا سيحدث للمنصهر؟ وما هو التيار الكلي الذي ستسحبه هذه المصابيح؟(الوحدة الرابعة: مجموعة الدوائر الكهربائية العملية، الدرس 2-4: قياس الطاقة الكهربائية، صفحات 64-65 (للعلاقة \(P=IV\))؛ والدرس 4-4: الاستخدام الآمن للكهرباء في المنزل، فقرة "المنصهرات" ومثال محلول 4-4، صفحة 70-71)
4- أدوات أمان توقف الإمداد الكهربائي في الدائرة الكهربائية المنزلية عند اكتشاف أعطاب بها تعرف بـ: شرح السؤال في المنازل، توجد عدة وسائل حماية كهربائية. أي من هذه الوسائل مصمم لقطع التيار تلقائيًا عن الدائرة بأكملها أو جزء منها عند حدوث خلل مثل زيادة التيار بشكل كبير أو تسرب التيار إلى الأرض؟ المنصهرات القوابس والمقابس السلك الأرضي قاطع الدائرة الكهربائية الإجابة الصحيحة هي(قاطع الدائرة الكهربائية).المنصهرات:هي أدوات أمان تحتوي على سلك ينصهر ويقطع الدائرة إذا تجاوز التيار حدًا معينًا، وهي تحمي الأجهزة والأسلاك من التيار الزائد. توجد في القوابس وفي وحدة الاستهلاك.القوابس والمقابس:هي وسائل لتوصيل الأجهزة الكهربائية بمصدر التيار، وتتضمن ميزات أمان مثل السلك الأرضي والمنصهر في القابس.السلك الأرضي:يوفر مسارًا آمنًا لتسريب التيار في حالة حدوث عطب يلامس فيه السلك المكهرب هيكل الجهاز المعدني، مما يحمي المستخدم من الصدمة الكهربائية ويساعد على فصل الدائرة بواسطة المنصهر أو القاطع.قاطع الدائرة الكهربائية:هو جهاز أمان يفصل (يوقف) الإمداد الكهربائي تلقائيًا عند اكتشاف أعطاب مثل تيار زائد (بسبب قصر الدائرة أو التحميل المفرط) أو تسرب التيار إلى الأرض (في حالة قواطع التسرب الأرضي). توجد عادة في لوحة التوزيع الرئيسية (وحدة الاستهلاك). وهي تعتبر وسيلة حماية أكثر تطوراً من المنصهرات حيث يمكن إعادة تشغيلها بعد إصلاح العطل.السؤال يشير إلى "أدوات أمان توقف الإمداد الكهربائي ... عند اكتشاف أعطاب بها"، وقاطع الدائرة الكهربائية هو الوصف الأنسب لهذه الوظيفة العامة والشاملة في الدوائر المنزلية.للتفكير:ما الفرق الرئيسي بين عمل المنصهر وعمل قاطع الدائرة الصغرى (MCB)؟(الوحدة الرابعة: مجموعة الدوائر الكهربائية العملية، الدرس 4-4: الاستخدام الآمن للكهرباء في المنزل، فقرة "قواطع الدائرة الكهربائية"، صفحة 75)
