دائرة التوالي

المناهج: KS3, GCSE (Resistance), cycle 4, Sek I, AP2, IB B.5

فتح المختبر الكامل ↗

الهدف

التحقق من أن التيار في دائرة التوالي واحد في كل مكان، وأن الجهود على أجزائها والمقاومات تُجمع.

التجهيز

مصدر 9 V وأميتر ومقاومات 100 Ω و220 Ω و470 Ω موصولة على التوالي. فوق كل مقاومة فولتميتر خاص بها.

خطوات العمل

1. سجّل قراءات الأميتر والفولتميترات الثلاثة.
2. اجمع الجهود على المقاومات وقارن المجموع بجهد المصدر.
3. احسب لكل مقاومة التيار \(I = U / R\) وقارنه بقراءة الأميتر.
4. احسب المقاومة الكلية \(R = (U_1 + U_2 + U_3) / I\) وقارنها بالمجموع \(R_1 + R_2 + R_3\).
5. اخفض جهد المصدر إلى 4.5 V وكرّر.

النتيجة المتوقعة

التيار نحو 11.4 mA. الجهود 1.14 V و2.50 V و5.35 V؛ ومجموعها نحو 8.99 V، أي جهد المصدر كله تقريبًا. \(U / R\) للمقاومات الثلاث يعطي القيمة نفسها 11.4 mA. المقاومة الكلية 8.99 V / 11.4 mA ≈ 790 Ω، أي المجموع 100 + 220 + 470 Ω. تتوزع الجهود بنسبة المقاومات. عند 4.5 V تكون الجهود والتيار نصف ما كانت عليه، بينما تبقى النسب بينها والمقاومة الكلية كما هي.

الأسئلة

1. على أي مقاومة يكون الجهد أكبر، ولماذا؟
2. ما المقاومة الكلية لمقاومتين 100 Ω موصولتين على التوالي؟

الإجابات

1. على المقاومة 470 Ω، نحو 5.35 V. يمر التيار نفسه، نحو 11.4 mA، في المقاومات الثلاث، فبحسب \(U = I \cdot R\) يكون الجهد أكبر ما يمكن على المقاومة الأكبر.
2. في التوصيل على التوالي تُجمع المقاومات: \(R = R_1 + R_2\) = 100 + 100 = 200 Ω.