القائمة الرئيسية

الفصل الأول - الدرس 3: قانون أوم للدائرة المغلقة والقوة الدافعة

حساب المقاومة المكافئة لمجموعات التوالي والتوازي، وتوزيع التيار والجهد الكهربي - شرح تفاعلي أكاديمي مدعوم بالمفردات الناطقة وبنك أسئلة تقييمي فوري.

74 مشاهدة آخر تحديث: 18 أكتوبر 2026
الفصل الأول - الدرس 3: قانون أوم للدائرة المغلقة والقوة الدافعة
المحطة 1 من 5 فكّر واستعد: انطلاقة التعلم والأهداف
الفيزياء - الصف الثالث الثانوي الفصل الأول: التيار الكهربي وقانون أوم وقانونا كيرشوف

الفصل الأول - الدرس 3: قانون أوم للدائرة المغلقة والقوة الدافعة الكهربية وفرق الجهد بين قطبي العمود وكفاءة البطارية

انقر على أي جملة للاستماع إليها مباشرة 👆

يُمثّل قانون أوم للدائرة المغلقة الرابط الحقيقي بين النظرية والتطبيق في الدوائر الكهربية الواقعية. تمتلك كل بطارية أو مصدر كهربي قوة دافعة كهربية VB تعبر عن الطاقة الكلية التي يوفرها المصدر لنقل وحدة الشحنات في الدائرة بأكملها، بالإضافة إلى مقاومة داخلية r تنشأ عن الاحتكاك ومقاومة المحلول الإلكتروليتي داخل البطارية. ونتيجة لذلك، يستهلك جزء من الجهد داخل العمود الكهربي يُعرف بالهبوط في الجهد الداخلي Ir، فيصبح فرق الجهد بين قطبي البطارية في حالة التفريغ V = VB - Ir أقل من قوتها الدافعة. أما عند توصيل البطارية بمصدر شاحن ذي جهد أكبر، فإنها تستقبل تياراً فيكون فرق جهدها V = VB + Ir أكبر من قوتها الدافعة. كما يُعد تحليل كفاءة البطارية ودراسة التمثيل البياني للعلاقة بين فرق الجهد وشدة التيار وتعيين المقاومة الداخلية والقوة الدافعة من أهم المهارات القياسية وفق معايير التقييم الوطنية.

المحطة 2 شرح الدرس والمفاهيم الأساسية

1. صياغة قانون أوم للدائرة المغلقة

ينص على أن شدة التيار الكلي المار في دائرة كهربية مغلقة تساوي القوة الدافعة الكهربية الكلية مقسومة على المقاومة الكلية للدائرة (الخارجية والداخلية):

I = V_B / (R_eq + r)
حيث R_eq المقاومة الخارجية الكلية، و r المقاومة الداخلية للعمود

ويمكن صياغته بدلالة الطاقة: V_B = I · R_eq + I · r = V_ext + V_int

2. فرق الجهد بين قطبي البطارية (تفريغ وشحن)

  • حالة التفريغ (البطارية تعمل كمصدر):
    V = V_B - I · r (حيث V < V_B دائماً ما دام يمر تيار).
    يتساوى V مع V_B في حالتين: إذا كانت الدائرة مفتوحة (I = 0)، أو كانت المقاومة الداخلية مهملة (r = 0).
  • حالة الشحن (البطارية تُشحن بمصدر خارجي أكبر):
    V = V_B + I · r (حيث V > V_B دائماً).
  • كفاءة البطارية (η):
    η = (V / V_B) × 100% = [ R_eq / (R_eq + r) ] × 100%

3. التحليل البياني لمنحنى فرق الجهد والتيار

الرسم البياني بين V بين قطبي العمود و I
  • علاقة تناقصية خطية سالبة: V = V_B - I · r.
  • نقطة التقاطع مع محور الصادات: تمثل القوة الدافعة الكهربية V_B (عند I = 0).
  • ميل الخط المستقيم (Slope): يساوي -r (سالب المقاومة الداخلية).
  • نقطة التقاطع مع محور السينات: تمثل تيار قصر الدائرة I_max = V_B / r.
توصيل عمودين معاً في دائرة واحدة
  • توصيل تأكيدي (في نفس الاتجاه): V_B_total = V_B₁ + V_B₂ و r_total = r₁ + r₂. كلا العمودين في حالة تفريغ.
  • توصيل تضاد (اتجاهين متعاكسين): V_B_total = V_B₁ - V_B₂ (حيث V_B₁ > V_B₂). العمود الأكبر في حالة تفريغ: V₁ = V_B₁ - I r₁، والعمود الأصغر في حالة شحن: V₂ = V_B₂ + I r₂.
المحطة 3 التطبيقات والأنشطة العملية
تمرين 1: حساب شدة التيار وفرق الجهد بين القطبين

المسألة: بطارية قوتها الدافعة الكهربية 12 V ومقاومتها الداخلية 1 Ω وُصلت بمقاومة خارجية قدرها 5 Ω. احسب شدة التيار المار في الدائرة وفرق الجهد بين قطبي البطارية والهبوط في الجهد الداخلي.

خطوات الحل:
• شدة التيار: I = V_B / (R + r) = 12 / (5 + 1) = 12 / 6 = 2 A.
• فرق الجهد بين القطبين: V = V_B - I r = 12 - (2 × 1) = 10 V.
• الهبوط في الجهد: V_drop = I r = 2 × 1 = 2 V.
تمرين 2: تعيين القوة الدافعة والمقاومة الداخلية

المسألة: عند توصيل بطارية بمقاومة 4 Ω يمر تيار شدته 1.2 A، وعند استبدال المقاومة بأخرى قيمتها 9 Ω يمر تيار شدته 0.6 A. احسب كلاً من القوة الدافعة الكهربية للبطارية ومقاومتها الداخلية.

خطوات الحل:
• الحالة الأولى: V_B = 1.2 (4 + r) = 4.8 + 1.2 r.
• الحالة الثانية: V_B = 0.6 (9 + r) = 5.4 + 0.6 r.
• بمساواة المعادلتين: 4.8 + 1.2 r = 5.4 + 0.6 r ⇐ 0.6 r = 0.6 ⇐ r = 1 Ω.
• بالتعويض: V_B = 1.2 × (4 + 1) = 6 V.
تمرين 3: عمودان في حالة تضاد (شحن وتفريغ)

المسألة: دائرة تحتوي على بطاريتين متصلتين على التضاد: الأولى V_B₁ = 18 V ومقاومتها الداخلية r₁ = 2 Ω، والثانية V_B₂ = 6 V ومقاومتها الداخلية r₂ = 1 Ω، والمقاومة الخارجية للدائرة R = 5 Ω. احسب شدة التيار المار وفرق الجهد بين قطبي كل بطارية.

خطوات الحل:
• القوة الدافعة المحصلة: V_B_net = 18 - 6 = 12 V.
• المقاومة الكلية: R_total = 5 + 2 + 1 = 8 Ω.
• شدة التيار: I = 12 / 8 = 1.5 A.
• بطارية التفريغ الكبرى: V₁ = V_B₁ - I r₁ = 18 - (1.5 × 2) = 15 V.
• بطارية الشحن الصغرى: V₂ = V_B₂ + I r₂ = 6 + (1.5 × 1) = 7.5 V.
تمرين 4: كفاءة البطارية والنسبة المئوية

المسألة: بطارية سيارة قوتها الدافعة 12 V ومقاومتها الداخلية 0.5 Ω وُصلت بحمل كهربي فمر تيار مقداره 4 A. احسب كفاءة البطارية والنسبة المئوية للهبوط في الجهد.

خطوات الحل:
• فرق الجهد بين القطبين: V = 12 - (4 × 0.5) = 12 - 2 = 10 V.
• كفاءة البطارية: η = (V / V_B) × 100% = (10 / 12) × 100% ≈ 83.33%.
• نسبة الهبوط في الجهد = (I r / V_B) × 100% = (2 / 12) × 100% ≈ 16.67%.
تمرين 5: قراءة الفولتميتر عند فتح وغلق المفتاح

المسألة: فولتميتر متصل بين قطبي بطارية، كانت قراءته والمفتاح مفتوح 14 V، وعند غلق المفتاح أصبحت قراءته 12 V وأشار الأميتر في الدائرة إلى 2 A. احسب القوة الدافعة والمقاومة الداخلية ومقاومة الدائرة الخارجية.

خطوات الحل:
• والمفتاح مفتوح لا يمر تيار، إذن قراءة الفولتميتر تمثل V_B = 14 V.
• والمفتاح مغلق: V = V_B - I r ⇐ 12 = 14 - 2 r ⇐ 2 r = 2 ⇐ r = 1 Ω.
• المقاومة الخارجية: R = V / I = 12 / 2 = 6 Ω.
تمرين 6: ماذا يحدث لقراءة أجهزة القياس عند زيادة ريوستات

المسألة: دائرة تحتوي على بطارية لها مقاومة داخلية r ومقاومة متغيرة (ريوستات) S متصلة على التوالي. فإذا زادت قيمة مقاومة الريوستات، وضح ما يحدث لقراءة: (1) الأميتر في الدائرة، (2) فولتميتر متصل بين طرفي الريوستات، (3) فولتميتر متصل بين قطبي البطارية.

خطوات الحل:
• قراءة الأميتر: تقل شدة التيار لأن المقاومة الكلية زادت (I = V_B / (S + r)).
• فولتميتر بين قطبي البطارية: يزداد لأن V = V_B - I r وبنقصان I يقل المقدار المطروح (I r).
• فولتميتر بين طرفي الريوستات: يزداد لأن فرق جهده هو نفسه فرق الجهد الخارجي للبطارية.
تمرين 7: تيار قصر الدائرة

المسألة: بطارية قوتها الدافعة 9 V ومقاومتها الداخلية 1.5 Ω. احسب أقصى شدة تيار يمكن سحبها من هذه البطارية وما هي الشروط اللازمة لتحقيق ذلك.

خطوات الحل:
• أقصى تيار يتحقق عند قصر قطبي البطارية بسلك مهمل المقاومة (R_ext = 0).
• تيار القصر: I_max = V_B / r = 9 / 1.5 = 6 A.
• في هذه الحالة ينعدم فرق الجهد بين القطبين V = V_B - I_max r = 9 - (6 × 1.5) = 0 V.
تمرين 8: استهلاك القدرة القصوى

المسألة: متى تكون القدرة الكهربية المستهلكة في المقاومة الخارجية للدائرة المغلقة أكبر ما يمكن؟

خطوات الحل:
• نظرية نقل أقصى قدرة تنص على أن القدرة المستهلكة في المقاومة الخارجية R تصل لقيمتها العظمى عندما تتساوى المقاومة الخارجية مع المقاومة الداخلية للمصدر: R = r.
• وتكون القيمة العظمى للقدرة: P_max = V_B² / (4 r).
المحطة 4 قاموس المفردات والمصطلحات الناطق

اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:

القوة الدافعة الكهربية للعمود (VB)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
الشغل الكلي المبذول لنقل شحنة 1 كولوم داخل المصدر وخارجه
💡 إضاءة وتوضيح: V_B (فولت)
المقاومة الداخلية (r)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
الممانعة التي تلاقيها الشحنات أثناء حركتها داخل المحلول والمكونات الداخلية للبطارية
💡 إضاءة وتوضيح: r (أوم Ω)
الهبوط في الجهد الداخلي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
الجزء من الجهد المستهلك داخل العمود الكهربي للتغلب على مقاومته الداخلية
💡 إضاءة وتوضيح: V_drop = I · r
فرق الجهد بين قطبي العمود
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
فرق الجهد الخارجي المقاس بين القطبين الموجب والسالب للبطارية
💡 إضاءة وتوضيح: V = V_B - I·r (تفريغ)
حالة التفريغ
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
حالة إنتاج البطارية للطاقة الكهربية وضخ تيار إلى الدائرة الخارجية
💡 إضاءة وتوضيح: V < V_B
حالة الشحن
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
حالة استقبال البطارية لتيار كهربي من مصدر خارجي ذي قوة دافعة أكبر منها
💡 إضاءة وتوضيح: V = V_B + I·r > V_B
كفاءة البطارية (η)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
النسبة المئوية لفرق الجهد الخارجي الفعلي إلى القوة الدافعة الكلية للمصدر
💡 إضاءة وتوضيح: η = (V / V_B) × 100%
تيار قصر الدائرة
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
أقصى شدة تيار يمكن للبطارية توليدها عندما تنعدم المقاومة الخارجية
💡 إضاءة وتوضيح: I_max = V_B / r
الدائرة المفتوحة
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
حالة انقطاع المسار الخارجي للتيار فيكون I = 0 ويتساوى فرق الجهد بين القطبين مع VB
💡 إضاءة وتوضيح: V = V_B
التوصيل التأكيدي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
توصيل عمودين بحيث يكون القطب السالب للأول متصلاً بموجب الثاني فتجمع قواهما الدافعة
💡 إضاءة وتوضيح: V_B_net = V_B₁ + V_B₂
توصيل التضاد
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
توصيل عمودين بموجب إلى موجب أو سالب إلى سالب فتطرح قواهما الدافعة
💡 إضاءة وتوضيح: V_B_net = V_B₁ - V_B₂
ميل المنحنى التناقصي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
الميل السالب لخط الرسم البياني بين V و I والذي يساوي عددياً -r
💡 إضاءة وتوضيح: Slope = -r
نقل أقصى قدرة
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
حالة تشغيل الدائرة المغلقة التي تكون فيها المقاومة الخارجية مساوية للمقاومة الداخلية
💡 إضاءة وتوضيح: R = r
فولتميتر البطارية
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
جهاز يقيس فرق الجهد بين القطبين وتعتمد قراءته على اتجاه ومقدار تيار الدائرة
💡 إضاءة وتوضيح: يقيس V
المحطة 5 بنك الأسئلة والتقييم الذكي الفوري

اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً:

1 في دائرة كهربية مغلقة، إذا كانت المقاومة الداخلية للبطارية غير مهملة (r > 0) ويمر تيار بالدائرة، فإن فرق الجهد بين قطبي البطارية يكون:
2 تتساوى القوة الدافعة الكهربية لبطارية عددياً مع فرق الجهد بين قطبيها في الدائرة المغلقة عندما:
3 الرسم البياني الذي يمثل العلاقة بين فرق الجهد بين قطبي بطارية (V) وشدة التيار المار في دائرتها المغلقة (I) هو خط مستقيم ميله يساوي:
4 بطارية قوتها الدافعة 10 V ووصلت بمقاومة خارجية 4 Ω فمر تيار شدته 2 A، فإن المقاومة الداخلية للبطارية وكفاءتها على الترتيب هما:
5 إذا فتح المفتاح في دائرة كهربية تحتوي على بطارية لها مقاومة داخلية ومقاومة خارجية، فإن قراءة فولتميتر متصل بين قطبي البطارية:
6 بطاريتان متصلتان على التضاد في دائرة مغلقة، حيث V_B₁ = 20 V و V_B₂ = 8 V ومقاومتاهما الداخليتان r₁ = 2 Ω و r₂ = 1 Ω، والمقاومة الخارجية R = 5 Ω، فإن فرق الجهد بين قطبي البطارية الثانية (V₂) يساوي:
7 عند زيادة المقاومة المأخوذة من ريوستات متصلة على التوالي مع بطارية لها مقاومة داخلية في دائرة مغلقة، فإن فرق الجهد بين قطبي البطارية:
8 تكون النسبة المئوية للهبوط في الجهد داخل البطارية مساوية لـ 20% عندما تكون النسبة بين المقاومة الداخلية للمصدر إلى المقاومة الخارجية (r / R) مساوية لـ:
أحسنت يا بطل! اكتملت محطات الدرس بنجاح.

أكملت دراسة هذا الدرس؟

احفظ إنجازك الآن لإضافة 5 نقاط تميز إلى رصيدك وتسجيل الدرس في لوحة إحصائياتك!