الفصل 1

مقدمة ومفاهيم أساسية في الكهرباء

מבוא ומושגים בסיסיים בחשמל

الصف العاشر · 10 ساعات تعليمية

قبل أن نبدأ بتحليل الدوائر الكهربائية وحساب التيارات والجهود، علينا أن نتعرف على اللبنات الأساسية لعلم الكهرباء: الشحنة، المجال، الجهد والتيار. في هذا الفصل نُعرّف كل مصطلح، نكتب القانون المرتبط به مع الرموز ووحدات القياس، ثم نحل أمثلة وأسئلة.

في نهاية هذا الفصل سنعرف أن:

المادة مكوّنة من ذرات، وأن الشحنة الكهربائية خاصية أساسية لجسيماتها.
نميّز بين الجسم المشحون والجسم المتعادل، ونصف المجال الكهربائي بخطوط المجال.
نُعرّف الجهد وفرق الجهد، ونربط بين فرق الجهد والمجال الكهربائي.
نُعرّف التيار الكهربائي واتجاهه الاصطلاحي ونحسب شدته حسب I = Qt.
نميّز بين الدائرة المفتوحة والدائرة المغلقة، ونتعرف على رموز العناصر الأساسية.
نستخدم البادئات n, µ, m, k, M وننتقل بينها.

מטען, כוח ושדה חשמלי – الشحنة، القوة والمجال الكهربائي (Charge, Force, Electric Field)

بنية المادة: الذرّة ومركّباتها – מבנה החומר: האטום ומרכיביו:

كل مادة من حولنا مكوّنة من جسيمات صغيرة جدا تسمى الذرّات. في مركز الذرّة توجد النواة، وفيها البروتونات والنيوترونات، وحول النواة تدور الإلكترونات في مدارات.

نموذج مبسّط للذرّة: نواة في المركز وإلكترونات تدور حولها

الجسيم	بالعبرية	مكانه في الذرّة	شحنته
البروتون	פרוטון	في النواة	موجبة (+e)
النيوترون	נייטרון	في النواة	متعادل (بدون شحنة)
الإلكترون	אלקטרון	في المدارات حول النواة	سالبة (−e)

الإلكترونات الموجودة في المدار الأخير بعيدة عن النواة، ولذلك يكون ارتباطها بالذرّة ضعيفا. في المعادن، مثل النحاس والألومنيوم، تتحرر هذه الإلكترونات بسهولة وتتحرك بين الذرّات، وتسمى الإلكترونات الحرّة (אלקטרונים חופשיים). هذه الإلكترونات هي التي تنقل التيار الكهربائي في الموصلات.

الشحنة الكهربائية – מטען חשמלי:

الشحنة الكهربائية (מטען חשמלי): هي خاصية أساسية لجسيمات المادة، تجعلها تتأثر بقوة عند وجودها بالقرب من شحنات أخرى. هناك نوعان من الشحنات: موجبة (يحملها البروتون) وسالبة (يحملها الإلكترون).

شحنة الإلكترون وشحنة البروتون متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الإشارة. يسمى هذا المقدار الشحنة الأولية (המטען היסודי) ويرمز له بالحرف e:

e = 1.6·10⁻¹⁹ C

يصبح الجسم مشحونا عندما تُضاف إليه إلكترونات أو تُنتزع منه إلكترونات.

ملاحظة: وحدة قياس الشحنة هي الكولون (קולון)، ورمزها [C]. الكولون الواحد شحنة كبيرة جدا، ولذلك نستخدم غالبا الميلي كولون [mC] والمايكرو كولون [µC].

جسم مشحون وجسم متعادل – גוף טעון וגוף נייטרלי:

الجسم المتعادل (גוף נייטרלי): عدد البروتونات فيه يساوي عدد الإلكترونات، ولذلك شحنته الكلية صفر.
جسم مشحون بشحنة سالبة: استقبل إلكترونات، فأصبح عدد الإلكترونات فيه أكبر من عدد البروتونات.
جسم مشحون بشحنة موجبة: فقد إلكترونات، فأصبح عدد الإلكترونات فيه أصغر من عدد البروتونات.

ملاحظة: الذي ينتقل من جسم إلى آخر هو الإلكترونات فقط. البروتونات مرتبطة بالنواة ولا تنتقل.

القوة بين الشحنات – הכוח בין מטענים:

تُبذل قوة كهربائية بين أي جسمين مشحونين. الشحنات المتشابهة تتنافر (דחייה)، والشحنات المختلفة تتجاذب (משיכה):

موجبة وموجبة: تنافر

سالبة وسالبة: تنافر

موجبة وسالبة: تجاذب

مقدار القوة يحدده قانون كولون (חוק קולון): القوة تكبر كلما كبرت الشحنتان، وتصغر كلما ابتعدت الشحنتان عن بعضهما.

قانون كولون · חוק קולון

F = k·Q₁·Q₂r²

الرمز	المعنى	وحدة القياس
F	القوة الكهربائية المتبادلة بين الشحنتين	[N]
Q₁ , Q₂	قيمة كل شحنة	[C]
r	المسافة بين الشحنتين	[m]
k	ثابت كولون، 9·10⁹	[N·m²/C²]

مثال 1.1

شحنتان نقطيتان قيمتهما Q₁ = 2 µC و Q₂ = 3 µC ، والمسافة بينهما 30 cm. نحسب القوة المتبادلة بينهما.

الحل:

نحوّل المعطيات إلى الوحدات الأساسية: Q₁ = 2·10⁻⁶ C ، Q₂ = 3·10⁻⁶ C ، r = 0.3 m.

F = k·Q₁·Q₂r²

F = 9·10⁹ · 2·10⁻⁶ · 3·10⁻⁶(0.3)² = 0.6 N

الشحنتان موجبتان، ولذلك فإن القوة بينهما قوة تنافر.

F = 0.6 N

سؤال 1.1: كيف تتغير القوة بين شحنتين إذا ضاعفنا المسافة بينهما مرتين؟

المجال الكهربائي وخطوط المجال – השדה החשמלי וקווי השדה:

المجال الكهربائي (שדה חשמלי): هو الحيّز المحيط بالشحنة، والذي تتأثر فيه أي شحنة أخرى بقوة كهربائية. شدة المجال في نقطة معينة هي القوة المؤثرة على كل كولون واحد يوضع في تلك النقطة.

شدة المجال الكهربائي · עוצמת השדה החשמלי

E = Fq

الرمز	المعنى	وحدة القياس
E	شدة المجال الكهربائي	[N/C]
F	القوة المؤثرة على الشحنة الموجودة في المجال	[N]
q	الشحنة الموجودة في المجال	[C]

لا نستطيع رؤية المجال الكهربائي، ولذلك نرسمه بواسطة خطوط المجال (קווי השדה). خط المجال يبيّن اتجاه القوة التي تؤثر على شحنة موجبة توضع في المجال.

شحنة موجبة: الخطوط تخرج منها

شحنة سالبة: الخطوط تدخل فيها

بين لوحين مشحونين: مجال منتظم

قواعد رسم خطوط المجال:

تخرج خطوط المجال من الشحنة الموجبة وتدخل في الشحنة السالبة.
كلما كانت الخطوط أكثر تقاربا كان المجال أقوى، وكلما تباعدت كان المجال أضعف.
خطوط المجال لا تتقاطع أبدا.
بين لوحين متوازيين مشحونين بشحنتين مختلفتين تكون الخطوط متوازية والمسافات بينها متساوية. يسمى هذا المجال مجالا منتظما (שדה אחיד)، وشدته متساوية في كل نقطة.

مثال 1.2

وُضعت شحنة مقدارها 2 µC في نقطة داخل مجال كهربائي، فتأثرت بقوة مقدارها 0.06 N. نحسب شدة المجال في هذه النقطة.

الحل:

المعطيات: q = 2·10⁻⁶ C ، F = 0.06 N. المطلوب: E.

E = Fq

E = 0.062·10⁻⁶ = 3·10⁴ N/C

E = 3·10⁴ N/C

سؤال 1.2: شدة المجال في نقطة معينة 500 N/C. ما هي القوة التي تؤثر على شحنة مقدارها 4 mC توضع في هذه النقطة؟

▶تجربة حية — الشحنات والقوىمحاكاة حيّة: نقرّب شحنتين ونرى التجاذب والتنافر بينهما، ونقيس القوة بحسب قانون كولون.

⚠

المختبر غير متاح الآن. المادة في هذا الفصل كاملة من دونه — نواصل القراءة، ونعود إلى التجربة لاحقا أو نفتحها مباشرة من الرابط الذي تحت الإطار.

https://fahed-lab.com/charges/charges_forces

نفتح المختبر في صفحة مستقلة ↗ fahed-lab.com/charges/charges_forces

המתח החשמלי ומקורות מתח – الجهد الكهربائي ومصادره (Voltage and Voltage Sources)

الجهد الكهربائي عند نقطة – הפוטנציאל החשמלי:

لنقل شحنة داخل مجال كهربائي يجب بذل شغل (طاقة)، تماما كما نبذل شغلا لرفع جسم إلى ارتفاع معين. كلما كانت النقطة «أعلى» من ناحية كهربائية، احتجنا إلى طاقة أكبر لنقل الشحنة إليها.

الجهد الكهربائي عند نقطة (פוטנציאל): هو الشغل (الطاقة) اللازم لنقل شحنة مقدارها كولون واحد من نقطة مرجعية إلى هذه النقطة. في النقطة المرجعية يساوي الجهد صفرا.

الجهد الكهربائي عند النقطة A · פוטנציאל

U_A = W_Aq

الرمز	المعنى	وحدة القياس
U_A	الجهد الكهربائي عند النقطة A	[V]
W_A	الشغل اللازم لنقل الشحنة من النقطة المرجعية إلى النقطة A	[J]
q	الشحنة التي تم نقلها	[C]

ملاحظة: وحدة قياس الجهد هي الفولت (וולט)، ورمزها [V]. فولت واحد يساوي جول واحد لكل كولون واحد: 1 V = 1 J1 C. في الدوائر الكهربائية نختار غالبا القطب السالب للمصدر، أو الأرضي (אדמה)، كنقطة مرجعية.

فرق الجهد بين نقطتين – המתח כהפרש פוטנציאלים:

فرق الجهد (מתח חשמלי): هو الفرق بين جهد نقطتين. يساوي الشغل اللازم لنقل كولون واحد من نقطة إلى أخرى. فرق الجهد هو الذي يدفع الشحنات إلى الحركة: بدون فرق جهد لا يمر تيار.

فرق الجهد بين النقطتين A و B · הפרש פוטנציאלים

U_AB = U_A − U_B

U_AB = Wq

الرمز	المعنى	وحدة القياس
U_AB	فرق الجهد بين النقطة A والنقطة B	[V]
U_A , U_B	جهد كل نقطة بالنسبة للنقطة المرجعية	[V]
W	الشغل اللازم لنقل الشحنة بين النقطتين	[J]
q	الشحنة التي تم نقلها	[C]

تشبيه: يمكن تشبيه فرق الجهد بفرق الارتفاع بين خزّاني ماء: الماء يجري من الخزان المرتفع إلى المنخفض، وكلما كان فرق الارتفاع أكبر كان الجريان أقوى. إذا كان الخزانان على نفس الارتفاع لا يجري الماء.

مثال 1.3

جهد النقطة A هو 9 V وجهد النقطة B هو 3 V. نحسب U_AB و U_BA.

الحل:

U_AB = U_A − U_B = 9 − 3 = 6 V

U_BA = U_B − U_A = 3 − 9 = −6 V

نلاحظ أن U_BA = −U_AB: ترتيب الحروف يحدد إشارة فرق الجهد.

U_AB = 6 V

مثال 1.4

لنقل شحنة مقدارها 5 C بين قطبي بطارية بُذل شغل مقداره 60 J. نحسب جهد البطارية.

الحل:

المعطيات: q = 5 C ، W = 60 J. المطلوب: U.

U = Wq

U = 605 = 12 V

U = 12 V

سؤال 1.3: بطارية جهدها 1.5 V تنقل شحنة مقدارها 200 C. ما هو الشغل الذي تبذله البطارية؟

العلاقة بين فرق الجهد والمجال الكهربائي – הקשר בין המתח לשדה החשמלי:

حيثما وُجد فرق جهد بين نقطتين وُجد بينهما مجال كهربائي. في المجال المنتظم، بين لوحين متوازيين، تتعلق شدة المجال بفرق الجهد بين اللوحين وبالمسافة بينهما:

المجال المنتظم بين لوحين · שדה אחיד בין לוחות

E = Ud

الرمز	المعنى	وحدة القياس
E	شدة المجال الكهربائي بين اللوحين	[V/m]
U	فرق الجهد بين اللوحين	[V]
d	المسافة بين اللوحين	[m]

ملاحظة: الوحدتان [V/m] و [N/C] متساويتان، وكلتاهما تصلح لقياس شدة المجال الكهربائي.

مثال 1.5

فرق الجهد بين لوحين متوازيين 24 V والمسافة بينهما 3 mm. نحسب شدة المجال الكهربائي بين اللوحين.

الحل:

نحوّل المسافة إلى متر: d = 3 mm = 3·10⁻³ m.

E = Ud

E = 243·10⁻³ = 8000 V/m

E = 8 kV/m

سؤال 1.4: شدة المجال بين لوحين 20 kV/m والمسافة بينهما 5 mm. ما هو فرق الجهد بين اللوحين؟

مصادر الجهد – מקורות מתח:

مصدر الجهد (מקור מתח): هو عنصر يحافظ على فرق جهد ثابت بين قطبيه، وذلك بتحويل نوع آخر من الطاقة إلى طاقة كهربائية. يرمز لجهد المصدر بالحرف E أو U.

المصدر	بالعبرية	الطاقة التي يحوّلها إلى كهربائية
البطارية (الخلية)	סוללה / תא	طاقة كيميائية
المُركِّم (بطارية قابلة للشحن)	מצבר	طاقة كيميائية، ويمكن إعادة شحنه
المولّد	מחולל / גנרטור	طاقة ميكانيكية (حركة)
الخلية الشمسية	תא סולרי	طاقة الضوء

نميّز بين نوعين من مصادر الجهد: مصدر جهد مستمر (מתח ישר, DC) تبقى فيه قطبية المصدر ثابتة، مثل البطارية، ومصدر جهد متناوب (מתח חילופין, AC) تتبدل فيه القطبية بشكل دوري، مثل شبكة الكهرباء. في الفصول 1–13 نتعامل مع الجهد المستمر فقط.

ربط المصادر على التوالي: إذا رُبطت المصادر في نفس الاتجاه نجمع جهودها، وإذا رُبطت بعكس الاتجاه نطرحها:

في نفس الاتجاه: U_AB = E₁ + E₂

بعكس الاتجاه: U_AB = E₁ − E₂

مثال 1.6

أ. رُبطت أربع بطاريات، جهد كل واحدة منها 1.5 V ، على التوالي في نفس الاتجاه. نحسب الجهد الكلي.
ب. رُبط مصدر جهده 12 V على التوالي مع مصدر جهده 9 V بعكس الاتجاه. نحسب الجهد الكلي.

الحل:

أ. المصادر في نفس الاتجاه، لذلك نجمع:

U = 4 · 1.5 = 6 V

ب. المصدران بعكس الاتجاه، لذلك نطرح، وتكون القطبية حسب المصدر الأكبر:

U = 12 − 9 = 3 V

זרם חשמלי – التيار الكهربائي (Electric Current)

في البندين السابقين درسنا الشحنات وهي ساكنة. عند ربط موصل بين قطبي مصدر جهد، يدفع فرق الجهد الإلكترونات الحرّة إلى الحركة في اتجاه واحد، وهكذا ينشأ التيار الكهربائي.

التيار الكهربائي (זרם חשמלי): هو حركة منتظمة للشحنات الكهربائية في موصل. شدة التيار (עוצמת הזרם) هي كمية الشحنة التي تمر عبر مقطع الموصل في كل ثانية.

شدة التيار الكهربائي · עוצמת הזרם

I = Qt

الرمز	المعنى	وحدة القياس
I	شدة التيار	[A]
Q	الشحنة التي مرّت عبر مقطع الموصل	[C]
t	الزمن	[s]

ملاحظة: وحدة قياس التيار هي الأمبير (אמפר)، ورمزها [A]. أمبير واحد يعني مرور كولون واحد في كل ثانية: 1 A = 1 C1 s.

اتجاه التيار – הכיוון המוסכם של הזרם:

الاتجاه الاصطلاحي للتيار (הכיוון המוסכם): من القطب الموجب للمصدر إلى القطب السالب، خارج المصدر. هذا هو الاتجاه الذي نستخدمه في جميع الحسابات والمخططات.
اتجاه حركة الإلكترونات: بالعكس، من القطب السالب إلى القطب الموجب، لأن شحنة الإلكترون سالبة.

مثال 1.7

مرّت عبر مقطع موصل شحنة مقدارها 6 C خلال ثانيتين. نحسب شدة التيار.

الحل:

المعطيات: Q = 6 C ، t = 2 s. المطلوب: I.

I = Qt

I = 62 = 3 A

I = 3 A

مثال 1.8

يمر في مصباح تيار شدته 0.5 A لمدة دقيقتين. نحسب الشحنة التي مرّت في المصباح.

الحل:

نحوّل الزمن إلى ثوانٍ: t = 2 min = 120 s.

نُخرج الشحنة من قانون التيار:

Q = I·t

Q = 0.5 · 120 = 60 C

Q = 60 C

ملاحظة: في البطاريات والمُركِّمات تُقاس الشحنة أيضا بوحدة أمبير·ساعة [Ah]. بما أن الساعة فيها 3600 s فإن 1 Ah = 3600 C.

مثال 1.9

مُركِّم سيارة مكتوب عليه 60 Ah. كم ساعة يستطيع أن يزوّد تيارا شدته 5 A؟

الحل:

نُخرج الزمن من قانون التيار، ونعوّض الشحنة بوحدة [Ah] فنحصل على الزمن بالساعات:

t = QI

t = 605 = 12 h

t = 12 h

سؤال 1.5: تمر في موصل شحنة مقدارها 90 C خلال نصف دقيقة. ما هي شدة التيار؟

سؤال 1.6: كم من الوقت يلزم حتى تمر شحنة مقدارها 18 C في موصل يمر به تيار شدته 20 mA؟

▶تجربة حية — ما هو التيار الكهربائي؟محاكاة حيّة: نغيّر الشحنة والزمن ونرى كيف تتغير سرعة الإلكترونات وشدة التيار.

⚠

https://fahed-lab.com/circuits/electric_current_explainer

نفتح المختبر في صفحة مستقلة ↗ fahed-lab.com/circuits/electric_current_explainer

מושגים בסיסיים במעגל חשמלי – مفاهيم أساسية في الدائرة الكهربائية (Basic Circuit Concepts)

الدائرة الكهربائية (מעגל חשמלי): هي مسار مغلق يمر فيه التيار: من أحد قطبي المصدر، عبر الموصلات والعناصر، ثم العودة إلى القطب الآخر. في بعض الكتب تسمى الدائرة «الدارة الكهربائية».

دائرة مغلقة ودائرة مفتوحة – מעגל סגור ומעגל פתוח:

دائرة مغلقة: المفتاح مغلق، يمر تيار والمصباح يضيء

دائرة مفتوحة: المفتاح مفتوح، I = 0 والمصباح مطفأ

الدائرة المغلقة (מעגל סגור): المسار كامل، ولذلك يمر التيار في جميع عناصر الدائرة.
الدائرة المفتوحة (מעגל פתוח / נתק): المسار مقطوع في نقطة واحدة على الأقل، ولذلك لا يمر تيار في الدائرة كلها، حتى لو بقي المصدر موصولا.

العناصر الأساسية في الدائرة الكهربائية ورموزها – רכיבים בסיסיים וסימוניהם:

العنصر	بالعبرية	وظيفته في الدائرة
مصدر جهد	מקור מתח	يزوّد الدائرة بالطاقة الكهربائية. الخط الطويل هو القطب الموجب
مقاومة	נגד	تحدّ من شدة التيار، وتحوّل الطاقة الكهربائية إلى حرارة
موصل (سلك)	מוליך	يربط بين العناصر وينقل التيار
مفتاح	מפסק	يفتح الدائرة أو يغلقها
مصباح	נורה	يحوّل الطاقة الكهربائية إلى ضوء
مقياس التيار (أمبيرمتر)	מד-זרם	يقيس شدة التيار، ويُربط على التوالي
مقياس الجهد (فولتمتر)	מד-מתח	يقيس فرق الجهد، ويُربط على التوازي
مُنصهِر	נתיך	يحمي الدائرة: ينقطع عند مرور تيار أكبر من المسموح
أرضي	אדמה / הארקה	النقطة المرجعية، وجهدها صفر

المخطط الكهربائي – תיאור סכמתי של מעגל חשמלי:

بدل رسم العناصر كما تبدو في الواقع، نرسم الدائرة بواسطة مخطط (סכמה) يظهر فيه كل عنصر برمزه المتفق عليه، وتظهر الموصلات كخطوط مستقيمة. المخطط يبيّن كيف ترتبط العناصر ببعضها، ولا يبيّن مكانها الحقيقي.

مخطط دائرة كهربائية: مصدر جهد E ، مفتاح S ، مُنصهِر F ، مصباح L ومقاومة R. مقياس التيار مربوط على التوالي، ومقياس الجهد مربوط على التوازي مع المصباح

سؤال 1.7: ننظر إلى المخطط السابق ونجيب:
أ. ماذا يحدث للمصباح إذا فتحنا المفتاح S؟
ب. ماذا يقيس كل واحد من المقياسين؟
ج. ما هو اتجاه التيار في المقاومة R؟

أخطار مرور التيار الكهربائي في جسم الإنسان – הסכנות לאדם ממעבר זרם חשמלי:

جسم الإنسان موصل للكهرباء. الخطر على الإنسان لا يحدده الجهد وحده، بل شدة التيار المار في الجسم ومدة مروره. مقاومة الجسم تكون نحو 1000 Ω عندما يكون الجلد جافا، وتهبط إلى نحو 300 Ω عندما يكون مبلولا، ولذلك يصبح نفس الجهد أخطر بكثير في الأماكن الرطبة.

التيار المار في الجسم	تأثيره على الإنسان
1 mA	عتبة الإحساس: وخز خفيف
10 mA	تقلّص العضلات: يصعب جدا على الإنسان إفلات يده
30 mA	شلل عضلات التنفس. هذه هي عتبة عمل قاطع التسرّب (מפסק מגן / ממסר פחת)
50 mA وأكثر	رجفان بطيني في القلب: خطر على الحياة خلال ثوانٍ

تحذير: لا نلمس أي جزء مكشوف من دائرة موصولة بشبكة الكهرباء، ولا نعمل على دائرة قبل فصلها عن المصدر. القيم في الجدول تقريبية (حسب المواصفة IEC 60479) وتختلف من إنسان إلى آخر. سنتوسع في هذا الموضوع في مادة الأمان في الكهرباء (בטיחות בחשמל).

יחידות הערכים במערכת היחידות הבינלאומית – وحدات القيم في منظومة الوحدات العالمية (SI)

المقادير الكهربائية تمتد على مجال واسع جدا: تيار بأجزاء من الألف من الأمبير في مجسّ، ومقاومة بملايين الأومات في مادة عازلة. من أجل تمثيل القيم الصغيرة والكبيرة بدون كتابة أصفار كثيرة، يسبق الوحدةَ حرفٌ يسمى البادئة (תחילית)، يمثل قوة للعدد 10. تسمى البادئات أيضا «السوابق المترية للوحدات»، وهي تعبّر عن المضاعفات والكسور العشرية للوحدات: المضاعفات مثل الكيلو (10³) والميغا (10⁶) ، والكسور العشرية مثل الميلي (10⁻³) والميكرو (10⁻⁶).

البادئة	بالعبرية	الرمز	القيمة	مثال من الكهرباء
ميغا	מגה	M	10⁶ = 1,000,000	مقاومة عزل 2 MΩ
كيلو	קילו	k	10³ = 1,000	مقاومة 4.7 kΩ
— (الوحدة الأساسية)	—	—	10⁰ = 1	A ، V ، Ω
ميلي	מילי	m	10⁻³ = 0.001	تيار 30 mA
مايكرو	מיקרו	µ	10⁻⁶ = 0.000001	شحنة 5 µC
نانو	ננו	n	10⁻⁹ = 0.000000001	مكثف 100 nF

قاعدة الانتقال بين البادئات: عند الانتقال إلى بادئة أكبر يصغر العدد، وعند الانتقال إلى بادئة أصغر يكبر العدد. بين كل بادئتين متتاليتين في الجدول ثلاث منازل عشرية، أي نضرب في 1000 أو نقسم على 1000.

مثال 1.10

نحوّل كل قيمة إلى الوحدة المطلوبة:
أ. 4.7 kΩ إلى [Ω].
ب. 250 mA إلى [A].
ج. 0.000033 C إلى [µC].
د. 2.2 MΩ إلى [kΩ].

الحل:

أ. من كيلو إلى الوحدة الأساسية، نضرب في 10³:

4.7 kΩ = 4.7 · 10³ Ω = 4700 Ω

ب. من ميلي إلى الوحدة الأساسية، نضرب في 10⁻³:

250 mA = 250 · 10⁻³ A = 0.25 A

ج. من الوحدة الأساسية إلى مايكرو، نضرب في 10⁶:

0.000033 C = 0.000033 · 10⁶ µC = 33 µC

د. من ميغا إلى كيلو، نضرب في 10³:

2.2 MΩ = 2.2 · 10³ kΩ = 2200 kΩ

تعليمات للحل: عند حل الأسئلة نحوّل دائما جميع المعطيات إلى الوحدات الأساسية [A] ، [V] ، [Ω] قبل التعويض في القانون، وفي النهاية فقط نكتب النتيجة مع بادئة مريحة.

سؤال 1.8: نحوّل:
أ. 0.05 A إلى [mA].
ب. 3300 Ω إلى [kΩ].
ج. 470 nF إلى [µF].
د. 1500 mV إلى [V].

ملخّص قوانين الفصل:

القانون	الصيغة
قانون كولون	F = k·Q₁·Q₂r²
شدة المجال الكهربائي	E = Fq
الجهد وفرق الجهد	U = Wq
فرق الجهد بين نقطتين	U_AB = U_A − U_B
المجال المنتظم بين لوحين	E = Ud
شدة التيار الكهربائي	I = Qt

قاموس المصطلحات – מילון מונחים:

بالعربية	بالعبرية (كما تظهر في الامتحان)	English
الذرّة	אטום	Atom
الشحنة الكهربائية	מטען חשמלי	Electric charge
جسم مشحون	גוף טעון	Charged body
جسم متعادل	גוף נייטרלי	Neutral body
القوة	כוח	Force
المجال الكهربائي	שדה חשמלי	Electric field
خطوط المجال	קווי השדה	Field lines
الجهد عند نقطة	פוטנציאל	Potential
فرق الجهد	מתח / הפרש פוטנציאלים	Voltage
مصدر جهد	מקור מתח	Voltage source
التيار الكهربائي	זרם חשמלי	Electric current
شدة التيار	עוצמת הזרם	Current intensity
الاتجاه الاصطلاحي	הכיוון המוסכם	Conventional direction
الدائرة الكهربائية	מעגל חשמלי	Electric circuit
دائرة مغلقة / مفتوحة	מעגל סגור / פתוח	Closed / open circuit
موصل	מוליך	Conductor
مقاومة	נגד	Resistor
مفتاح	מפסק	Switch
مخطط	סכמה	Schematic
البادئة	תחילית	Prefix

أسئلة للتمرين:

جسم يحمل شحنة مقدارها −8 µC. هل استقبل الجسم إلكترونات أم فقدها؟

الإجابات: استقبل إلكترونات.

شحنتان نقطيتان قيمة كل واحدة منهما 4 µC والمسافة بينهما 20 cm.
أ. نحسب القوة المتبادلة بينهما.
ب. هل هي قوة تجاذب أم تنافر؟

الإجابات: أ. F = 3.6 N. ب. تنافر

تتأثر شحنة مقدارها 5 µC بقوة مقدارها 0.02 N عند وضعها في مجال كهربائي. نحسب شدة المجال.

الإجابات: E = 4000 N/C

نرسم خطوط المجال الكهربائي في كل حالة:
أ. شحنة موجبة منفردة.
ب. شحنة سالبة منفردة.
ج. لوحان متوازيان، الأيسر موجب والأيمن سالب.

الإجابات: نقارن الرسم بالأشكال في بند المجال الكهربائي وخطوط المجال

لنقل شحنة مقدارها 0.4 C من النقطة B إلى النقطة A بُذل شغل مقداره 9.6 J.
أ. نحسب U_AB.
ب. إذا كان U_B = 6 V ، نحسب U_A.

الإجابات: أ. U_AB = 24 V. ب. U_A = 30 V

فرق الجهد بين لوحين متوازيين 230 V والمسافة بينهما 2 cm. نحسب شدة المجال بين اللوحين بوحدة [kV/m].

الإجابات: E = 11.5 kV/m

رُبطت ثلاثة مصادر على التوالي: E₁ = 9 V و E₂ = 6 V في نفس الاتجاه، و E₃ = 3 V بعكس اتجاههما. نحسب الجهد الكلي.

الإجابات: U = 12 V

يمر في سخان كهربائي تيار شدته 8 A لمدة ربع ساعة.
أ. نحسب الشحنة التي مرّت في السخان.
ب. نكتب النتيجة بوحدة [Ah].

الإجابات: أ. Q = 7200 C. ب. Q = 2 Ah

بطارية هاتف مكتوب عليها 4000 mAh. كم ساعة تعمل البطارية إذا كان الهاتف يستهلك تيارا شدته 250 mA؟

الإجابات: t = 16 h

10.

نرسم مخططا لدائرة كهربائية فيها: مصدر جهد، مفتاح، مصباحان على التوالي، مقياس تيار يقيس التيار في الدائرة، ومقياس جهد يقيس الجهد على المصباح الأول.

الإجابات: الأمبيرمتر على التوالي مع المصباحين، والفولتمتر على التوازي مع المصباح الأول

11.

شخص يلمس بيد مبلولة موصلا جهده 230 V. مقاومة جسمه 300 Ω ، والتيار المار في الجسم يساوي الجهد مقسوما على المقاومة.
أ. نحسب شدة التيار بوحدة [mA].
ب. كم مرة هذا التيار أكبر من عتبة 30 mA؟

الإجابات: أ. I ≈ 767 mA. ب. نحو 26 مرة

12.

نكمل الجدول:
أ. 0.0025 A = … mA ·
ب. 68 kΩ = … Ω ·
ج. 0.5 MΩ = … kΩ ·
د. 2200 µC = … mC ·
ه. 15 nF = … µF.

الإجابات: أ. 2.5 mA · ب. 68,000 Ω · ج. 500 kΩ · د. 2.2 mC · ه. 0.015 µF

الإجابات النهائية لأسئلة الفصل

1.1 تصغر القوة أربع مرات، لأن المسافة مربّعة في المقام

1.2 F = 2 N

1.3 W = 300 J

1.4 U = 100 V

1.5 I = 3 A

1.6 t = 900 s ، أي 15 min

1.7 أ. ينطفئ، لأن الدائرة تصبح مفتوحة. ب. الأمبيرمتر يقيس شدة التيار في الدائرة، والفولتمتر يقيس فرق الجهد على المصباح. ج. من اليمين إلى اليسار

1.8 أ. 50 mA · ب. 3.3 kΩ · ج. 0.47 µF · د. 1.5 V

שאלות בגרות – أسئلة بجروت للفصل 1

مادة هذا الفصل هي الأساس لكل أسئلة البجروت، ولا يظهر في الامتحان سؤال مستقل عنها. نجدها داخل أسئلة التيار المستمر في الفصول 4–11.

لوحة القوانين: كل قوانين هذا الفصل مجموعة مع رسومها وجداول رموزها في الفصل 20 — لوحة القوانين الشاملة. (נוסחאון הספר)