 |
|
|
|
||||||
قانون أوم Ohm’s Law جورج سيمون أوم وقانون أوم : درس عالم الرياضيات الألمانى جورج سيمون أوم العلاقة بين التيار والجهد والمقاومة وصاغ قانون ينص على أن التيار يتناسب طرديا مع الجهد وعكسا مع المقاومة . وصيغة القانون هى :  قانون أوم هو الصيغة الأساسية المستخدمة في جميع الدوائر الكهربائية. يجب على مصمم الدوائر الكهربائية تحديد قيمة الجهد اللآزم لحمل معين مثل أجهزة الكومبيوتروالساعات والمصابيح والمحركات. يجب أن يتخذ القرارات أخذا فى الاعتبار العلاقة بين التيار والجهد والمقاومة .جميع التصميمات والتحليلات الكهربائية تبدأ بقانون أوم.هناك ثلاث طرق رياضية للتعبير عن قانون أوم.الصيغة التى يتم استخدامها تعتمد على المعطيات المعروفة والبيانات المطلوب معرفتها.  مثلث قانون أوم : هناك طريقة سهلة لنتذكر أى الصيغ نستخدم , عن طريق ترتيب التيار والجهد والمقاومة في شكل المثلث ويمكن بسرعة تحديد الصيغة الصحيحة.  استخدام المثلث : لاستخدام المثلث : يتم تغطية القيمة المطلوب حسابها .الأحرف المتبقية تشكل الصيغة.  قانون أوم يعطى الإجابة الصحيحة فقط عندما يتم استخدام القيم الصحيحة. تذكر القواعد الثلاثة الآتية: 1- دائما يعبر(يعوض) عن التيار بالأمبير . 2- دائما يعبر(يعوض) عن الجهد بالفولت . 3- دائما يعبر(يعوض) عن المقاومة بالأوم . أمثلة على استخدام قانون أوم : استخدم الدائرة البسيطة الآتية بفرض أن جهد التغذية من البطارية هو 10 volts والمقاومة 5 Ω  لإيجاد قيمة التيار المار بالدائرة , غطى (إخفى)الحرف “I” بالمثلث فتنتج المعادلة  استخدم نفس الدائرة بفرض أن قراءة مقياس التيارammeter هى 200 mA والمقاومة بالقيمة 10 Ω . لإيجاد الجهد غطى الحرف “E” فى المثلث فتنتج المعادلة :  تذكر جيدا العلاقة بين الملىmilli (m) والميكرو micro (  ) والكيلو kilo (k).
|
| اعلانات |
|
||||||
|
التوصيل على التوالى فى دوائر التيار المستمر DC Series Circuit توصيل المقاومات على التوالى : تتكون دائرة التوصيل على التوالى عند توصيل أى عدد من المقاومات نهاية إلى نهاية بحيث لا يكون هناك سوى مسار واحد لمرور التيار . المقاومات يمكن أن تكون مقاومات فعلية أو لأجهزة لها مقاومة . يوضح الشكل التالي أربعة المقاومات متصلة نهاية إلى نهاية.هناك مسار واحد لمرورالتيار من الطرف السالب للبطارية من خلال R4 ، R3 ، R2 ، R1 العودة إلى الطرف الموجب .  صيغة المقاومة الكلية لمقاومات متصلة على التوالى : تجمع (تضاف) قيم المقاومات المتصلة على التوالى .إذا وضعت مقاومة 4 Ω على التوالى مع مقاومة 6 Ω فان القيمة الكلية سوف تكون 10 Ω . وينطبق ذلك على أى عدد من المقاومات . الصيغة الرياضية للمقاومات المتصلة على التوالى كما فى الشكل التالى :  التيار فى دائرة التوالى : معادلة المقاومة الكلية فى دائرة التوالى تسمح لنا بتسيط الدائرة. باستخدام قانون أوم يمكن حساب قيمة التيار. التيار فى دائرة التوالى له نفس القيمة عند قياسه فى أى مكان من الدائرة .  الجهد فى دائرة التوالى : يمكن قياس الجهد عبر كل مقاومة فى الدائرة . يعرف الجهد عبر المقاومة "بهبوط الجهد" أو "انخفاض الجهد "volt age drop . صاغ الفيزيائي الألماني "كيرشوف" Kirchhoff قانون ينص على " مجموع هبوطات الجهد عبر المقاومات فى دائرة مغلقة يساوي الجهد الكلي المطبق (المصدر المستخدم) على الدائرة". فى الدائرة التالية : أربع مقاومات متساوية قيمة كل منها 1.5 Ω موصلة على التوالى مع بطارية 12 volt . يمكن تطبيق قانون أوم لتوضيح أن كل مقاومة تؤدى إلى هبوط فى الجهد بقيمة متساوية .  أولا إيجاد المقاومة الكلية:  ثانيا : إيجاد التيار :  ثالثا : ايجاد الجهد عبر أى مقاومة :  إذا قيس الجهد عبر أى مقاومة فسوف يقرأ المقياس 3 فولت . إذا قيس الجهد عبر المقاومة R3 والمقاومة R4 معا كمجموعة فسوف يقرأ المقياس 6 فولت . إذا قيس الجهد عبر المقاومة R2 و المقاومة R3 والمقاومة R4 معا كمجموعة فسوف يقرأ المقياس 9 فولت . إذا تم جمع (إضافة) جميع هبوطات الجهد للأربع مقاومات فإن المجموع سوف يكون 12 فولت وهو يساوى جهد البطارية (المصدر) . مثال :  تقسيم (تجزىء) الجهد فى دائرة التوالى : غالبا ما يكون من المرغوب فيه استخدام الجهد أقل من جهد المنبع supply.للقيام بذلك يمكن استخدام مقسم الجهد المفرق كالموضح بالشكل . البطارية يمثلها Ein وهى 50 فولت فى هذه الحالة . الجهد المطلوب يمثله Eout وهو 40 فولت . لحساب هذا الجهد : أولا : نوجد المقاومة الكلية :  ثانيا : نوجد التيار:  أخيرا نوجد الجهد :  
|
| اعلانات اضافية ( قم بتسجيل الدخول لاخفائها ) | |
|
|
|
||||||
|
دائرة التوازى للتيار المستمر DC Parallel Circuit دائرة التوازى : تتشكيل دائرة التوازى عندما يتم وضع مقاومتين أو أكثر في الدائرة جنبا إلى جنب بحيث يمكن للتيار أن يمر من خلال أكثر من مسار واحد. ويبين الرسم التوضيحي 2مقاومتين موضوعة جنبا إلى جنب.يوجد مسارين لمرور التيار .أحد المسارين من الطرف السالب للبطارية وخلال R1 والعودة إلى الطرف الموجب.المسار الثاني من الطرف السالب للبطارية وخلال R2 والعودة إلى الطرف الموجب للبطارية.  صيغة المقاومة الكلية لمجموعة مقاومات متساوية القيمة موصلة على التوازى : نستخدم الصيغة التالية : المقاومة الكلية = قيمة أى مقاومة مقسومة على عدد المقاومات  الشكل يبين ثلاثة مقاومات كل منها 15  , المقاومة الكلية تكون : صيغة المقاومة الكلية لمجموعة مقاومات غير متساوية القيمة موصلة على التوازى : توجد صيغتين لتحديد المقاومة الكلية لمجموعة من المقاومات الغير متساوية الموصلة على التوازى . متكافئة في الدائرة الموازية.تستخدم الصيغة الأولى عندما يكون هناك ثلاثة مقاومات أو أكثر .يمكن تطبيق هذه الصيغة لأي عدد من المقاومات .  الشكل التالى يوضح ثلاثة مقاومات بقيم مختلفة وتكون المقاومة الكلية :  تستخدم الصيغة الثانية فى حالة وجود مقاومتين فقط .  الشكل التالى يبين مقاومتين مختلفتين فى القيمة . المقاومة الكلية تكون : 
|
|
||||||
|
الجهد فى دائرة التوازى : عند وضع المقاومات بالتوازي عبر مصدر الجهد فإن الجهد عبر كل مقاومة يكون له نفس القيمة .الشكل التالى يبين ثلاثة مقاومات موصلة على التوازى عبر بطارية 12 volts. الجهد عبر كل مقاومة هو 12 volts.  التيار فى دائرة التوازى : يقسم التيار المار خلال دائرة التوازى ويمر خلال فرع من فروع الدائرة.  التيار الكلى فى دائرة التوازى يساوي مجموع االتيارات في كل فرع. الصيغة الآتية تعبر عن التيار فى دائرة التوازى : It = I1 + I2 + I3 التيار المار بدائرة توازى مكونة من مقاومات متساوية القيمة : عند وضع مقاومات متساوية القيمة على شكل دائرة توازى فإن مقاومة كل فرع بالدائرة للتيار تكون متساوية . فى الدائرة التالية R1 و R2 متساوية القيمة . إذا كات التيار الكلى (It) يساوى 10 amps عندئذ يجب إن يمر 5 amps خلال R1 و 5 amps خلال R2 .  التيار المار بدائرة توازى مكونة من مقاومات غير متساوية القيمة : عند وضع مقاومات غير متساوية القيمة على شكل دائرة توازى فإن مقاومة كل فرع بالدائرة للتيار تكون غير متساوية . الممر الذى له مقاومة أقل يمر به تيار أكبر . فى الدائرة التالية R1 = 40 و R2 = 20 . القيم الصغيرة للمقاومة تعنى معارضة أقل لمرور التيار.تيار أكثر سوف يمر من خلال R2 عن الذى يمر من خلال R1.  باستخدام قانون أوم يمكن حساب التيار الكلى بحساب التيار بكل فرع كما يلى :  يمكن أيضا حساب التيار الكلى بحساب المقاومة الكلية أولا ثم تطبيق قانون أوم. 
|
|
||||||
|
دوائر التوالى – التوازى Series-Parallel Circuits تعرف دوائر التوالى –التوازى أيضا بالدوائر المركبة compound.ويلزم ما لا يقل عن ثلاثة مقاومات لتشكيل دائرة التوالى – التوازى . الرسوم التوضيحية التالية تظهر طريقتين لدوائر التوالى – التوازى .  تبسيط (إختزال) دائرة توالى – توازى : الصيغ (القوانين) المطلوبة لحل مشاكل (مسائل) إيجاد التيار والجهد والمقاومة قد تم بالفعل التعرف عليها . لحل دائرة التوالى – التوازى يتم تخفيض (تبسيط) الدائرة المركبة إلى دائرة مكافئة بسيطة . فى الشكل التوضيحى التالى المقاومة R1 موصلة على التوازى مع المقاومة R2 , والمقاومة R3 موصلة على التولى معهما معا.  أولا : نستخدم صيغة تحديد المقاومة الكلية لإيجاد المقاومة الكلية لدائرة التوازى المكونة من R1 و R2 . عندما تتساوى مقاومات دائرة التوازى نستخدم الصيغة : المقاومة الكلية (المكافئة) = قيمة أحد المقاومات مقسومة على عددها.  ثانيا : إعادة رسم الدوائر مبينا عليها القيم المكافئة .والنتيجة تكون دائرة توالى بسيطة تم التعرف عليها كما فى الشكل.  تبسيط (إختزال) دائرة التوالى – التوازى إلى دائرة توازى : فى الشكل التوضيحى التالى المقاومة R1 موصلة على التوالى مع المقاومة R2 والمقاومة R3 موصلة على التوازى معهما معا .  أولا: نستخدم صيغة تحديد المقاومة الكلية لإيجاد المقاومة الكلية لدائرة التوالى المكونة من R1 و R2 . لذلك تستخدم الصيغة : R = R1 + R2 ثانيا : : إعادة رسم الدوائر مبينا عليها القيم المكافئة .والنتيجة تكون دائرة توازى بسيطة تم التعرف عليها كما فى الشكل. R = 10 + 10 R = 20 
|
|
||||||
|
القدرة Power الشغل Work: كلما تسببت قوة force فى أي نوع من الحركة motion فأنه يتم بذل (إنجاز) شغل .في الرسم التوضيحي أدناه يتم عمل (بذل) الشغل عند استخدام القوة الميكانيكية لرفع الوزن.إذا أثرت قوة دون التسبب في الحركة لا يعمل هناك شغل مبذول .  القدرة الكهربية Electric Power : في الدائرة الكهربائية الجهد المطبق على موصل يؤدي إلى تدفق الالكترونات. الجهد هو القوة وتدفق الالكترونات هى الحركة.معدل بذل الشغل يسمى "الطاقة" power وتمثل بالرمز “P” .تقاس الطاقة بوحدات "الواط " watts وتمثل بالرمز “W” .يعرف الواط بأنه "معدل الشغل المبذول فى دائرة عند مرور تيار قدره 1 amp نتيجة تطبيق جهد قدره 1 volt . قوانين (صيغ) القدرة : الطاقة المستهلكة في المقاومة تعتمد على مقدار التيار الذي يمر عبر المقاومة عند تطبيق جهد معين .وهو ما يعبر عنه بحاصل ضرب الجهد فى التيار . P = E x I or P = EI ويمكن أيضا أن تحسب الطاقة عن طريق استبدال (التعويض) المكونات الأخرى لقانون أوم. P = I2R حل مسائل القدرة : and P = E2 / R فى الشكل التوضيحى التالى يمكن حساب القدرة باستخدام أى صيغة من صيغ القدرة .  مواصفات قدرة (معدل إستهلاك) المعدات Power Rating : يقدر معدل إستلاك المعدات بالواط .هذا المعدل مؤشر على المعدل الذي تقوم به المعدات الكهربائية بتحويل الطاقة الكهربائية إلى أشكال أخرى من الطاقة مثل الحرارة أو الضوء.معدل الإستهلاك لمصباح المنزل الشائع لجهد 220 volts )110 volts) هو 100 watts .باستخدام قانون أوم يمكن حساب مقاومة المصباح .  باستخدام قانون أوم الأساسى يمكمن حساب قيمة التيار المار فى مصباح جهده 120 volt وقدرته100 watt .  وإذا كان معدل جهد المصباح 120 volts وقدرته 75 watts تكون مقاومته192 والتيار المار به 0.625 amps عند توصيله بالجهد المقنن ( 120 volts ) .  يمكن ملاحظة أن المصباح 100 watt يحول الطاقة على نحو أسرع من المصباح 75 watt.المصباح 100 watt وسوف يعطى مزيد من الضوء والحرارة . الحرارة : Heat مرور التيار من خلال المواد المقاومة يسبب حرارة .يمكن ان تتضرر (تتلف) العناصر الكهربائية إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدا.لهذا السبب تم تصنيف المعدات الكهربائية في كثير من الأحيان على أساس أقصى معدل استهلاك للقدرة وتسمى " القوة الكهربائية" wattage .كلما أرتفع معدل القوة الكهربائية wattage كلما زادت إمكانية المعدات يمكن على تبديد (تشتيت) dissipate الحرارة . |
|
||||||
|
|
||||||
|
|
