المجال 02
الدارات الكهربائية
كيف يسري التيار الكهربائي، وكيف نتحكم فيه
الدارات الكهربائية تشغّل المصابيح والهواتف والمحركات. وهنا تتعلم ما الذي يجعل التيار يسري، وكيف تستخدمه بأمان.
ما ستتعلمه
- ما المقصود بالجهد والتيار والمقاومة
- لماذا يجب أن تكون الدارة مغلقة لكي يسري التيار
- الفرق بين التوصيل على التوالي والتوصيل على التوازي
- لماذا تحتاج المكوّنات إلى التيار المناسب: لا قليلًا جدًا، ولا كثيرًا جدًا
أمثلة على التجارب
-
أضئ مصباح LED، واختر مقاومة تحافظ على سلامته.
-
وصّل مصباحين على التوالي، ثم على التوازي، وقارن سطوعهما.
-
أضف مفتاحًا، واعرف أين تضعه لتتحكم في الدارة كلها.
أشياء يمكنك بناؤها
-
مصباح يدوي بمفتاح
-
مصباح ليلي
-
جهاز إنذار بسيط بجرس طنّان
توضّح هذه الأمثلة نوع العمل في هذا المجال. وقد تختلف الدروس المنشورة عنها.
جرّب نموذجًا صغيرًا
تعمل هذه النماذج الصغيرة هنا مباشرة في متصفحك، وتواصل العمل دون إنترنت بعد تحميل الصفحة. إنها نماذج تعليمية مبسّطة، وليست محرك المحاكاة في MEKALUMI.
حافظ على سلامة مصباح LED
اختر بطارية ومقاومة، ثم أغلق المفتاح. إذا كان التيار قليلًا جدًا يبقى مصباح LED مطفأً، وإذا كان كبيرًا جدًا فقد يحترق مصباح LED حقيقي.
- التيار
- 11.4 mA
- مصباح LED
- يضيء بأمان.
تحدّ المقاومة من التيار. ويخبرك قانون أوم بمقداره: التيار = (جهد البطارية − جهد LED) ÷ المقاومة.
النموذج: بطارية مثالية؛ ومصباح LED أحمر بهبوط جهد ثابت قدره 2 V، وآمن حتى نحو 20 mA.
ما تبسّطه المحاكاة
- كثيرًا ما تُعامَل البطاريات والأسلاك على أنها مثالية، لكن البطاريات الحقيقية تنفد، والأسلاك الحقيقية تسخن.
- القطع في المحاكاة متطابقة؛ أما القطع الحقيقية فيختلف بعضها عن بعض قليلًا.
كل محاكاة تبسّط الواقع، ومعرفة كيف تفعل ذلك جزء من تعلّم الهندسة.
الصلة بالمواد الدراسية
الفيزياء، والرياضيات (قانون أوم)، والتكنولوجيا
الصلة بالمجالات الأخرى
تقود الدارات إلى المنطق الرقمي، وتصميم الدارات المطبوعة، والأتمتة، والروبوتات.
معلومة مفيدة
استكشاف الدارات الافتراضية آمن. أما كهرباء المقابس الجدارية فخطيرة: لا تُجرِ عليها أي تجربة أبدًا.