معادلات الدوائر الكهربائية والمقاومة الكهربائية

أمثلة على الأسئلة والصيغ المتعلقة بالدوائر الكهربائية والمقاومة الكهربائية

الدوائر الكهربائية

1. انظر إلى مخطط الدائرة الكهربائية التالي. مقدار التيار الكهربائي المار عبر المقاومة 8 أوم هو...
أ. 1,8 أمبير
ب. 1,2 أمبير
ج. 0,8 أمبير
د. 0,6 أمبير

مناقشة
من المعروف أن:
المقاوم 1 (R₁) = 12 Ω
المقاوم 2 (R₂) = 8 Ω
المقاوم 3 (R₃) = 10 Ω
الجهد الكهربائي (V) = 12 فولت
السؤال: شدة التيار المار عبر المقاومة R₁
الجواب:

يسري التيار الكهربائي من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض. ويكون اتجاه التيار الكهربائي في الدائرة الكهربائية الموضحة أعلاه هو نفسه اتجاه عقارب الساعة.

التيار الخارج من البطارية:
أولاً، احسب قيمة المقاومة البديلة (R). بعد ذلك، احسب التيار باستخدام قانون أوم: V = IR أو I = V / R حيث V = الجهد، I = التيار، R = المقاومة البديلة.

المقاوم البديل:
المقاوم R₁ والمقاوم R₂ مرتبة على التوالي. المقاوم البديل هو:
R₁₂ = ص₁ + R₂ = 12 + 8 = 20 أوم
المقاوم R₁₂ والمقاوم R₃ مرتبة على التوازي. المقاومة البديلة هي:
1/R = 1/R₁₂ + 1 / ص₃ = 1/20 + 1/10 = 1/20 + 2/20 = 3/20
R = 20/3 Ω

التيار الخارج من البطارية:
التيار = الجهد / المقاومة = 12 : 20/3 = 12 × 3/20 = 36/20 = 1,8 أمبير
يبلغ التيار الخارج من البطارية 1,8 أمبير.

التيار الكهربائي المتدفق عبر مقاومة 8 أوم
Vab = 12 فولت
R₁₂ = 20 أوم
R₃ = 10 أوم

التيار الكهربائي المتدفق عبر مقاومة 10 أوم
I₃ = الخامس_ab / ص₃ = 12 فولت / 10 أوم = 1,2 أمبير
التيار الكهربائي المتدفق عبر مقاومة 20 أوم
I₁₂ = الخامس_ab / ص₁₂ = 12 فولت / 20 أوم = 0,6 أمبير

ينص قانون كيرشوف الأول على أن التيار الكهربائي الداخل إلى فرع كهربائي يساوي التيار الكهربائي الخارج منه. بناءً على... قانون كيرشوف الأول ويستنتج أن التيار الكهربائي المار عبر مقاومة 20 أوم = التيار الكهربائي المار عبر مقاومة 12 أوم = التيار الكهربائي المار عبر مقاومة 8 أوم = 0,6 أمبير.
الإجابة الصحيحة هي د.

2.
انتبه إلى الدائرة الكهربائية المغلقة التالية!
إذا تم تجاهل المقاومة في مصدر الجهد، فإن فرق الجهد بين طرفي المقاومة 6 أوم هو...
أ. 3 فولت
ب. 2 فولت
ج. 2/3 فولت
د. 1/3 فولت
مناقشة
من المعروف أن:
المقاومة 1 = 4 أوم
المقاومة 2 = 3 أوم
المقاومة 3 = 6 أوم
الجهد (V) = 6 فولت
السؤال: فرق الجهد بين طرفي مقاومة 6 أوم
الجواب:
تم توصيل مقاومتين، إحداهما قيمتها 3 أوم والأخرى 3 أوم، على التوازي. المقاومة البديلة هي:
1/R23 = 1/3 أوم + 1/6 أوم = 2/6 أوم + 1/6 أوم = 3/6 أوم
R23 = 6/3 Ω = 2 Ω

تم توصيل مقاومتين، إحداهما بقيمة 4 أوم والأخرى بقيمة 2 أوم، على التوالي. المقاومات البديلة هي:
R = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

قوة التيار الكهربائي الخارج من مصدر الجهد:
التيار = الجهد / المقاومة = 6 فولت / 6 أوم = 1 أمبير
يتم توصيل مقاومة 4 أوم ومقاومة 2 أوم على التوالي بحيث وفقًا لقانون كيرشوف الأول، فإن التيار الكهربائي المار عبر المقاومة 4 أوم يساوي التيار الكهربائي المار عبر المقاومة 2 أوم = 1 أمبير.

الفرق المحتمل بين النقطتين أ و ب:
V = IR = (1 أمبير)(2 أوم) = 2 فولت
فرق الجهد بين النقطتين أ و ب = فرق الجهد بين طرفي المقاومة 2 أوم = فرق الجهد بين طرفي المقاومة 3 أوم = فرق الجهد بين طرفي المقاومة 6 أوم = 2 فولت.
الإجابة الصحيحة هي ب.

المقاومة الكهربائية

3. إذا وُضعت ثلاث مقاومات كهربائية على التوازي، فإن قيمة المقاومة تساوي 12/11 أوم، وإذا وُضعت على التوالي فإن قيمتها تساوي 12 أوم، فإن قيمة كل مقاومة تساوي...
أ. 1 أوم، 2 أوم، 3 أوم
ب. 2 أوم، 4 أوم، 6 أوم
ج. 1 أوم، 3 أوم، 5 أوم
د. 3 أوم، 4 أوم، 5 أوم
مناقشة
إذا تم ترتيب المقاومة الكهربائية على التوالي، يتم حساب المقاومة المكافئة باستخدام الصيغة التالية:
ص = ص₁ + R₂ + R₃
12 = ص₁ + R₂ + R₃
الخيارات الممكنة هي الإجابتان ب و د.
إذا وُضعت المقاومات الكهربائية على التوازي، تُحسب المقاومة المكافئة باستخدام الصيغة التالية: 1/R = 1/R₁ + 1 / ص₂ + 1 / ص₃.
إذا استخدمت الإجابة ب، فإليك ما يلي:
1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6
1/R = 6/12 + 3/12 + 2/12
1/R = 11/12
R = 12/11
الإجابة الصحيحة هي ب.

نوع الحاجز

4. تبلغ المقاومة النوعية للتنغستن والقصدير 5,5 × 10 على التوالي.^-8 مقياس الأوم و22 × 10^-8 مقياس الأوم. سلك التنجستن وسلك القصدير طول كل منهما 5 أمتار. إذا كان للسلكين نفس قيمة المقاومة وكان قطر سلك التنجستن 2 مم، فإن قطر سلك القصدير هو... مم
و2
B. 4
ج. √2
د. ½ √2
مناقشة
من المعروف أن:
مقاومة التنجستن (ρ)₁) = 5,5 × 10^-8 أوم متر
مقاومة القصدير (ρ)₂) = 22 × 10^-8 أوم متر
طول سلك التنجستن (L)₁) = 5 أمتار
طول سلك التوصيل (L)₂) = 5 أمتار
قطر التنجستن (D)₁) = 2 ملم
نصف قطر التنجستن (R₁) = 1/2 (D) = 1/2 (2 مم) = 1 مم = 1 × 10^-3 متر
السؤال: قطر الرصاص (D)₂)
الجواب:
مساحة سطح سلك التنجستن:
A₁ = π r² = π (10^-3)² = π 10^-6

قيمة المقاومة لسلك التنجستن وسلك القصدير متساوية.
R₁ = ص₂
ρ₁ L₁ / أ₁ = ρ₂ L₂ / أ₂
(5,5 × 10^-8)(5) / π 10^-6 = (22 × 10^-8)(5) / π r²
5,5 / 10^-6 = 22 / r²
5,5 r² = 22 × 10^-6
r² = (22 × 10^-6 ) / 5,5
r² = 4 × 10^-6
r = 2 × 10^-3 متر
نصف القطر = 2 مليمتر
الإجابة الصحيحة هي أ.

مصدر السؤال:

أسئلة الفيزياء للمرحلة الإعدادية (OSN)