الدوائر
أجهزة قياس معكوسة (ما يجب تجنبه)
فولتميتر على التوالي (دائرة مفتوحة مثالية) يخنق التيار إلى ~0 A؛ وأميتر على التوازي (قصر مثالي) يُحيّد المقاومة. لهذا يجب وضع الجهازين بالعكس.
أجهزة قياس معكوسة (ما يجب تجنبه) — محاكاة الدوائر تفاعلية. فولتميتر على التوالي (دائرة مفتوحة مثالية) يخنق التيار إلى ~0 A؛ وأميتر على التوازي (قصر مثالي) يُحيّد المقاومة. لهذا يجب وضع الجهازين بالعكس. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
عدادات معكوسة (ما يجب تجنبه)
فولتميتر على التوالي يخنق التيار؛ وأميتر على التوازي يقصر المقاومة.
العدادات المثالية تضخّم الخطأ: بالكاد يمر تيار مع فولتميتر تواليًا.
- فولتميتر تواليًا → I ≈ 0
- أميتر توازيًا → V_R ≈ 0
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
إذا وُصل فولتميتر سهوًا على التوالي (حيث ينبغي للأميتر) ووُصل أميتر على التوازي (حيث الفولتميتر)، فماذا يحدث لتيار المقاومة مهما اخترت المقاومة؟
توقعات للموازنة
- التيار صفر دائمًا — مقاومة الفولتميتر التوالي هائلة تسد الدائرة كليًا.
- ما تزال الدائرة تعمل طبيعيًا، بقراءات أقل دقة فحسب.
- يصبح التيار خطرًا كبيرًا.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- المقاومة R1 (Ω)
ما تقيسه:
- تيار المقاومة I (A)
كيف يجري التحقيق
- افتح تجربة الأجهزة المعكوسة واضغط إعادة. الفولتميتر (خطأً) على التوالي؛ والأميتر (خطأً) على التوازي عبر المقاومة.
- فعّل قراءة التيار على المقاومة.
- اضبط قيمة R1 لكل تجربة وسجل تيار المقاومة.
المعادلة الحاكمة
لماذا يهم وضع أجهزة القياس — V = I·R
مقاومة الفولتميتر العالية جدًا لا بأس بها توازيًا (حيث يسحب تيارًا يُهمل) لكنها تصير دائرة مفتوحة فعلية إن وضعت تواليًا. ومقاومة الأميتر المنخفضة جدًا لا بأس بها تواليًا لكنها تصير قصرًا فعليًا إن وضعت توازيًا.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- الفولتميتر المثالي على التوالي يعمل دائرةً مفتوحة (مقاومة ما لا نهاية عمليًا)، فلا يمر تيار في أي موضع من الحلقة، مهما كانت قيمة R1.
- اشرح لماذا يسد الفولتميترُ التوالي — المصمم للقياس دون سحب تيار — كلَّ التيار حين يكون المسار الوحيد المتاح، ولماذا تقرأ جهدا المقاومة صفرًا تبعًا لذلك.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- الأميتر التوازي (0 Ω) يقصر المقاومة فعليًا: يمر التيار عبر الأميتر تفضيلًا بدل R1. في دائرة حقيقية بأميتر غير مثالي (لكن ما يزال منخفض المقاومة)، يمكن لهذا الخطأ سحب تيار خطر عالٍ وإتلاف الجهاز. اشرح لماذا «قياس التيار بأميتر على التوازي» خطر توصيل واقعي لا فضول نظري.
- إذا بنيت دائرة فوجدت صفر تيار في كل مكان مع بطارية سليمة، فبماذا يخبرك فحصُ وضع الفولتميتر عن خطأ توصيل محتمل؟
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- أهلًا بك في العدادات المعكوسة
- حدد المقاومة
- اضغط تشغيل
- وضع خاطئ
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.