استقصاء العلاقة بين الجُهد والتيار بين طرفي مقاومة.
المواد والأدوات: مصدر طاقةٍ مُنخَفض الجُهد (DC)، 3 مقاومات مختلفة، أميتر، فولتميتر، أسلاك توصيل.
إرشادات السلامة: الحذر من لمس الوصلات الكهربائيّة غير المعزولة والأجزاء الساخنة في الدارة.
خطوات العمل:
بالتعاون مع أفراد مجموعتي؛ أُنفّذ الخطوات الآتية:
1 أصلُ الدارة الكهربائيّة كما في الشكل، بحيث يتّصلُ طرفا المقاومة مع طرفي مصدر فرق الجُهد، ويقيسُ الأميتر (A) التيّار المارَّ في المقاومة، بينما يقيس الفولتميتر (V) فرقَ الجُهد بين طرفيها.
2 أضبطُ المتغيّرات: أضبط جُهد المصدر عند قيمةٍ مُنخَفضة ()، وأشغّلهُ ثم أسجّلُ قراءتي الأميتر والفولتميتر، وأدوّنهما في جدولٍ مُخصّصٍ في كتاب الأنشطة.
3 أقيسُ: أرفع جُهد المصدر قليلً، ثم أُسجّل قراءتي الأميتر والفولتميتر في الجدول، وأكرّر ذلك ثلاث مرّاتٍ، وفي كل مرّةٍ أرفع قيمة الجُهد، أحرِصُ على عدم زيادتها عن قياس () من أجل عدم رفع درجة حرارة المقاومة.
4 أكرّرُ الخطوات الثلاث السابقة مرّتين باستخدام مقاومة مختلفة في كل مرّة، وأدوّنُ القياسات.
التحليل والاستنتاج:
1 . أمثّلُ قراءات الجدول بيانيًّا، بحيث يكون فرق الجُهد على المحور الأفقي والتيار على المحور الرأسي.
رسم أفضل خط مستقيم يمثل النقاط، بحيث يمر بمعظمها، وقد تنحرف بعض النقاط عن الخط المستقيم نتيجة بعض أخطاء القياس المتوقعة.
2 . أستنتجُ مقدار المقاومة الكهربائيّة الذي يساوي مقلوب ميلِ مُنحنَى العلاقة بين فرق الجُهد والتيار للمقاومات الثلاث.
عند حساب ميل الخط المستقيم نحصل على قيمة ثابتة، ثم تحسب المقاومة بحساب مقلوب هذه القيمة؛ الذي يساوي مقدار مقاومة الموصل الفلزي، وأكهذه القيمة، وتكرر هذه الخطوة للمقاومات الثلالا.
3 . أقارنُ بين قِيَم المقاومات، وأصف كلًّ منها، إن كانت ثابتةً أو متغيّرةً، وهل تتأثر قيمة أيٍّ منها بتغيُّر فرق الجُهد بين طرفيها؟
يجب أن تكون المقاومة الفلزية ثابتة، ولكل مقاومة قيمة مختلفة عن الأخرى. وإذا ظهر في النتائج أي اختلاف في قيمة المقاومة الواحدة، فإن ذلك يكون ناتج عن أخطاء تجريبية.
4 . أتوقّعُ: في حال استخدام موادَّ أخرى مختلفة؛ هل تسلك جميعُها سلوكَ المقاوماتِ من حيثُ النسبة بين فرق الجُهد والتيار؟
عند استخدام مواد لا أومية فإن النسبة بين الجهد والتيار لن تبقى ثابتة عند تغيير قيم الجهد.
