قَصر مصباح: ماذا يحدث حين تتجاوزه

1 · توقّع

مصباحان (lampA وlampB) على التوالي. مفتاح موصول على التوازي عبر lampB يبدأ مفتوحًا. إذا أغلقته — منشئًا مختصرًا صفري المقاومة حول lampB — فماذا يحدث لسطوع lampA؟

• يخفت lampA عند إغلاق المفتاح.
• لا يتغير سطوع lampA.
• إغلاق المفتاح يتجاوز lampB، فيحصل lampA الآن على تيار الدائرة كاملًا — يزداد سطوعه.

2 · التجهيز

1. افتح تجربة قَصر المصباح واضغط إعادة. يبدأ المصباحان بمقاومة متساوية (100 Ω)؛ والمفتاح يبدأ مفتوحًا.
2. فعّل قراءة التيار على المصباحين.
3. سجل تيار lampA والمفتاح مفتوح، ثم أغلقه وسجله من جديد.

3 · اجمع البيانات

ارسم مخطط أعمدة يقارن تيار lampA في حالتي المفتاح المفتوح والمغلق.

4 · حلّل

1. مع المفتاح مفتوحًا، المصباحان في توالي: I = E/(2R) باستخدام E = 9 V و R = 100 Ω. ومع إغلاقه، يُستبعد المصباح B (100 Ω) بمفتاح مقاومته 0 Ω، فيبقى المصباح A وحده: I = E/R.
2. اشرح لماذا يحمل مسار صفري المقاومة على التوازي مع lampB التيار كله، تاركًا صفر تيار في lampB نفسه بعد إغلاق المفتاح.

5 · وسّع

1. تتضاعف قدرة المصباح A أربع مرات عند إغلاق المفتاح — التيار يتضاعف، و P = I²R تتبع مربعه (نفس استدلال تجربة المصباح المفتوح). من أين تأتي تلك القدرة الإضافية — هل كانت البطارية تبذل جهدًا متساويًا في الحالتين؟
2. للمفتاح الحقيقي مقاومة ضئيلة لكن غير صفرية عند الإغلاق. هل يغير ذلك النتيجة النوعية هنا (زيادة سطوع lampA)، أم الأرقام الدقيقة فقط؟

الفيزياء خلف هذه التجربة

← عودة إلى التجربة