بطاريات على التوالي: القوى الدافعة تتجمع
1 · توقّع
بطاريتان 6 V موصولتان على التوالي (بالاتجاه نفسه) تديران مقاومة واحدة. هل تتصرف الدائرة كمصدر 6 V واحد أم كمصدر مجمع أكبر؟
- تتجمع القوتان الدافعتان — تتصرف الدائرة كمصدر 12 V واحد.
- تتصرف الدائرة كالمتوسط، 6 V.
- تلغي البطاريتان بعضهما فلا تيار.
2 · التجهيز
- افتح مسبق البطاريات المتوالية واضغط إعادة الضبط. b1 = 6 V ثابتة؛ R1 = 100 Ω ثابتة.
- فعّل قراءة التيار على R1.
- اضبط القوة الدافعة b2 لكل تجربة وسجل تيار الدائرة.
3 · اجمع البيانات
| القوة الدافعة للبطارية b2 (V) | القوة الدافعة الكلية (V) | التيار I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
ارسم التيار I (المحور y) مقابل القوة الدافعة الكلية (المحور x) لتجاربك الثلاث.
4 · حلّل
- لمحاولة واحدة، احسب إجمالي القوة الدافعة الكهربية = b1 + b2 باستخدام b1 = 6 V، ثم I = EMF_total/R1 باستخدام R1 = 100 Ω. قارن بالجدول.
- اشرح لماذا تجمع بطاريتان موصولتان بالاتجاه نفسه (موجب إلى سالب) قوتيهما الدافعتين، بالطريقة نفسها التي تتجمع بها مقاومات التوالي.
5 · وسّع
- لو قُلبت b2 (مربوطة بالعكس)، ستُطرح قوتها الدافعة بدل أن تُجمع: إجمالي القوة الدافعة = b1 − b2. اشرح لماذا يعمل عكس بطارية واحدة في زوج التوالي ضد الأخرى.
- مصباح يدوي ببطاريتي AA (1.5 V لكل منهما) على التوالي يشغل مصباحه عند 3 V. بعلاقة هذه التجربة، اشرح لماذا تجعل إضافة بطارية AA ثالثة على التوالي المصباح يحترق أسرع.
الفيزياء خلف هذه التجربة
مصادر قوة دافعة على التوالي
البطاريات المربوطة على التوالي بقطبية متطابقة تجمع قواها الدافعة مباشرة: EMF_total = b1 + b2. تيار الحلقة الوحيد الناتج هو إذن I = EMF_total/R، بقانون أوم المطبق على المصدر المدمج.