☰ خطة العام · العلوم (بالعربية)

التيار الكهربي (٢): الأعمدة والمقاومة والرموز

الأسبوع 7 · الدرس الأول «التيار الكهربي» (٢): توصيل الأعمدة على التوالي وعلى التوازي والمقاومة الكهربية والمقاومة الثابتة والمتغيرة وعوامل المقاومة ورموز الدائرة · 3 دروس
1

الأعمدة على التوالي وعلى التوازي

Science Prep 3 Term 1, Unit 2: pp. 41–45
الهدفأوجد القوة الدافعة الكلية لأعمدة متماثلة موصلة على التوالي وعلى التوازي، وأقول لماذا يُستخدم كل ترتيب.
كلمات جديدة
على التوالي · موصلة الواحد بعد الآخر، موجب كل عمود بسالب العمود التاليعلى التوازي · موصلة بحيث تتصل كل الأقطاب الموجبة معًا وكل الأقطاب السالبة معًابطارية · مجموعة من الأعمدة موصلة معًا
الشرح

يعطي العمود الواحد قوة دافعة كهربية محدودة قد لا تكفي لتشغيل جهاز ما، ولذلك تُوصَّل الأعمدة معًا. على التوالي يُوصَّل القطب الموجب لعمود بالقطب السالب للعمود التالي، وتكون القوة الدافعة الكلية هي المجموع: n من الأعمدة المتماثلة قوة كل منها ε فولت تعطي n × ε. فأربعة أعمدة كل منها ١٫٥ V تعطي ٦ V. وعلى التوازي تُوصَّل جميع الأقطاب الموجبة معًا وجميع الأقطاب السالبة معًا، وتكون القوة الدافعة الكلية هي قوة عمود واحد: فأربعة أعمدة ١٫٥ V على التوازي تعطي أيضًا ١٫٥ V. ويستخدم الكشاف اليدوي أعمدة على التوالي للحصول على قوة دافعة كبيرة. أما الأعمدة على التوازي فلا تعطي جهدًا أعلى لكنها تمد بالتيار مدة أطول: فبنك الطاقة مبني من أعمدة على التوازي ليشحن الهاتف أكثر من مرة. انتبه: أربعة أعمدة على التوازي ليست «أقوى أربع مرات»، والقوة الدافعة للبطارية ليست هي التيار.

−+−+−+ثلاثة أعمدة على التوالي
أمثلة محلولة
خمسة أعمدة كل منها ٢ V موصلة على التوالي. القوة الدافعة الكلية = ٥ × ٢ V = ١٠ V.
لعبة تحتاج ٩ V. تُوصَّل أعمدة ١٫٥ V على التوالي. عدد الأعمدة = ٩ V ÷ ١٫٥ V = ٦ أعمدة.
التوصيلالقوة الدافعة لـ n من الأعمدة قوة كل منها εالاستخدام
على التواليn × εقوة دافعة كبيرة (كشاف)
على التوازيεيدوم مدة أطول
ستة أعمدة كل منها ٣ V موصلة على التوازي. القوة الدافعة هي قوة عمود واحد ٣ V وليست ١٨ V. والفائدة أن الأعمدة تتشارك العمل وتدوم مدة أطول.
نشاط الفصل

الأعمدة في حامل، بمساعدة أحد الكبار. استخدم أعمدة AA في حامل ومصباح كشاف. أولًا عمود واحد، ثم عمودان على التوالي (المصباح أشد سطوعًا)، ثم عمودان على التوازي (السطوع كما مع عمود واحد لكنه يدوم أطول: لا تشغله مدة طويلة). شغّله بضع ثوان فقط. لا توصل سلكًا مباشرة بين طرفي عمود أبدًا. لا تستخدم شواحن الهواتف ولا بنوك الطاقة. سجّل ما تراه في جدول.

تدرّب
1
أربعة أعمدة ١٫٥ V على التوالي: كم القوة الدافعة الكلية؟
2
وُصلت ثلاثة أعمدة، كل منها ٢ V، على التوازي. ما القوة الدافعة الكلية؟
3
لماذا يستخدم الكشاف أعمدة على التوالي؟
4
لماذا لا تصح عبارة «أربعة أعمدة على التوازي أقوى أربع مرات»؟