✓ درس 2.3 · كتاب الوزارة

أجهزة القياس الكهربي (الأميتر، الفولتميتر، الأوميتر)

الصف الثالث الثانوي المدة 45 د محتوى كامل

أجهزة القياس — جلفانومeter، Rs/Rm، أميتر/فولtmيتر/أومiتر، تجربة تحويل G→A.

محاضرة فيديو شرائح متحركة + قراءة صوتية عربية

اضغط أي أداة — لتوليد اختبارات وفلاش كارد وملخصات وتجارب من الدرس تفاعلياً

🏆 أتقنت الدرس 100%

✓ الشرح ✓ التمارين ✓ التجارب

أجهزة القياس — جلفانومeter، Rs/Rm، أميتر/فولtmيتر/أومiتر، تجربة تحويل G→A.

📟 فيزياء · الفصل ⁦

٢

⁩ · أجهزة القياس

أجهزة القياس الكهربي (الأميتر، الفولتميتر، الأوميتر)

Galvanometer · ⁦

R_{s}

⁩ · ⁦

R_{m}

⁩ · Ohmmeter

📖 الدرس ⁦

٣

⁩

⏱ ~٤٥$ د

🔬 39 رسمًا

🧪 تحويل G→A

🎯

سوف تتعلم

✓يفهم عمل الجلفانومeter ذي الملف المتحرك
✓يحول الجلفانومeter إلى أميتر وفولتمiتر
✓يشرح الأومiتر والقياس الرقمي

📐

قوانين التحويل

⁦

R_{s} = \frac{I _{g} R _{g}}{I - I _{g}}

⁩

⁦

R_{m} = \frac{V - V _{g}}{I _{g}}

⁩

⁦

R = \frac{V}{I}

⁩

⁦

I = I_{g} + I_{s}

⁩

Rg → ΩIg → ARs → ΩRm → Ωحساسية → deg/μA

🔬

الجلفانومeter ذو الملف المتحرك

الجلفانومeter ذو الملف المتحرك Moving Coil Galvanometer جهاز يستخدم للاستدلال على وجود تيارات كهربية ضعيفة جداً في دائرة ما، وقياس شدتها، وتحديد إتجاهها.

وتعتمد فكرة عمله على عزم الإزدواج المؤثر في ملف يمر به تيار كهربي قابل للحركة في مجال مغناطيسي.

الأجزاء الرئيسية: ملف من سلك رفيع حول إطار ألومنيوم · قلب حديد مطاوع · قطبان حذاء فرس · زنبرك · مؤشر.

خطوط الفيض موازية لمستوى الملف وعمودية على الضلعين الطوليين — انحراف المؤشر يتناسب مع I.

حساسية الجلفانومeter: زاوية انحراف المؤشر عن الصفر عند تيار وحدة — وحدة deg/μA.

🎮

استكشف — مقعد التحويل

🔬

تجربة الدرس — تحويل جلفانومeter إلى أميتر

احسب Rs من ⁦

R_{s} = I_{g} R_{g} / (I - I_{g})

⁩. وصّل Rs على التوازي مع Rg. أدخل الأميتر على التوالي في دائرة — تحقق أن I الدائرة لا يتغير ملحوظاً (Rs صغيرة).

1قِس Rg و Ig (نهاية التدريج)

2احسب Rs — وصّل على التوازي

3أدخل على التوالي — قِس I حتى نهاية التدريج

4تحقق Rs≈0.001Ω عند Rg=2Ω · Ig=5mA · I=10A

⚡

تحويل إلى أميتر — مجزىء التيار

لزيادة مدى الجلفانومeter يوصل مجزىء التيار Rs على التوازي مع Rg.

⁦

I = I_{g} + I_{s} I_{s} R_{s} = I_{g} R_{g}

⁩

⁦

R_{s} = \frac{I _{g} R _{g}}{I - I _{g}}

⁩

مقاومة الأميتر صغيرة جداً — يوصل على التوالي — لا يغيّر I الدائرة.

مثال: Rg=2Ω · Ig=5mA · I=10A → Rs=0.001Ω.

📏

تحويل إلى فولتمiتر — المضاعفة

يوصل ملف الجلفانومeter على التوالي بمقاومة كبيرة Rm (المقاومة المضاعفة للجهد).

⁦

V = I_{g} R_{g} + I_{g} R_{m} = V_{g} + I_{g} R_{m}

⁩

⁦

R_{m} = \frac{V - V _{g}}{I _{g}}

⁩

الفولتمiتر على التوازي — مقاومة كبيرة — لا يسحب تياراً يذكر.

مثال: Rg=0.1Ω · Ig=1mA · V=50V → Rm≈49999.9Ω · Rtotal≈50000Ω.

📋

الأومiتر

يعتمد قياس R على I و V عبر المقاومة: R=V/I.

الأومiتر: ميكرو أميتر + مقاومة ثابتة + متغيرة + عمود 1.5V.

تلامس الطرفين (Rx=0) → انحراف كامل. ↑Rx → ↓I → ↓انحراف.

التدريج عكسي — أقسام غير متساوية — Analog vs Digital Multimeter.

🔬

الرسوم — 39 شكلًا

🔬عندما يمر تيار كهربي في سلك، يَنتُج مجال مغناطيسي حول السلك. وعندما يُوضَع هذا ا

عندما يمر تيار كهربي في سلك، يَنتُج مجال مغناطيسي حول السلك. وعندما يُوضَع هذا السلك في مجال مغناطيسي خارجي، يتفاعل المجالان، وتنتج عن ذلك قوة تؤثر على السلك. إذا كان المجال المغنا

🔬إذا كان لدينا ملف مستطيل يمر به تيار موضوع في مجال مغناطيسي، سيتأثر الملف بعزم د

إذا كان لدينا ملف مستطيل يمر به تيار موضوع في مجال مغناطيسي، سيتأثر الملف بعزم دوران؛ مما يتسبب في دوران الملف. وهذا لأن الشحنة تتدفق في اتجاهين متعاكسين على جانبيه. ومن ثَمَّ، يؤث

🔬يستخدم الجلفانومتر التأثير الناتج عن وجود ملف يمر به تيار في مجال مغناطيسي لرصد

يستخدم الجلفانومتر التأثير الناتج عن وجود ملف يمر به تيار في مجال مغناطيسي لرصد شدة التيار وقياسها في الدوائر الكهربية. يتكون الجلفانومتر من قلب حديدي موضوع داخل ملف مستطيل. وهذا ا

🔬يُغيِّر القلب الحديدي مجال المغناطيس الخارجي. تنتقل خطوط المجال المغناطيسي دائمً

يُغيِّر القلب الحديدي مجال المغناطيس الخارجي. تنتقل خطوط المجال المغناطيسي دائمًا من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي، إلا أنه من الأسهل لخطوط المجال المغناطيسي الخارجي أن تمر عبر ا

🔬مثال ١: تأثير المجال المغناطيسي على ملف الجلفانومتر

يوضِّح الشكل جلفانومترًا ذا ملف متحرِّك. يتَّصِل طرفا الجلفانومتر بمصدر تيار مستمر. أيٌّ من الطرفين A، B يتَّصِل بالخرْج الموجب للمصدر؟

🔬الحل

وهذا موضَّح في الشكل الآتي.

🔬الجلفانومتر هو الجهاز الذي يستجيب لاتجاه وشدة التيار الكهربي. يوضِّح الشكل الآتي

الجلفانومتر هو الجهاز الذي يستجيب لاتجاه وشدة التيار الكهربي. يوضِّح الشكل الآتي جلفانومترًا.

🔬explainer_fig2_637132379097

لذلك، إذا أثَّرنا بفرق الجهد عبر الجلفانومتر، وهو ما ينتج عنه مرور تيار عبره، فستنحرف الإبرة إلى أحد جانبَي الصفر. وهذا موضَّح في الرسم الآتي:

🔬يوضِّح الشكل التالي هذا الحد الذي تتوجَّه عنده الإبرة بالكامل إلى أحد طرفَي التد

يوضِّح الشكل التالي هذا الحد الذي تتوجَّه عنده الإبرة بالكامل إلى أحد طرفَي التدريج.

🔬قد نعتقد أنه إذا تمكنَّا من زيادة مدى الجلفانومتر بطريقة ما، فسنحصل على طريقة دق

قد نعتقد أنه إذا تمكنَّا من زيادة مدى الجلفانومتر بطريقة ما، فسنحصل على طريقة دقيقة لقياس شدة التيارات الكبرى أيضًا. لكن هناك مشكلة أخرى، وهي أن الجلفانومتر له مقاومة داخلية خاصة.

🔬explainer_fig5_637132379097

بتوصيل الجلفانومتر على التوالي مع المكوِّنات الأخرى، نحصل على الدائرة الآتية.

🔬explainer_fig6_637132379097

لكننا ذكرنا سابقًا أن الجلفانومتر له مقاومة خاصة به. هيا نوضِّح ذلك من خلال رسم هذه المقاومة بالتفصيل في الدائرة.

🔬لحسن الحظ، يتضح أن هناك طريقة يمكننا استخدامها للتعامل مع مشكلة تغيير الجلفانومت

لحسن الحظ، يتضح أن هناك طريقة يمكننا استخدامها للتعامل مع مشكلة تغيير الجلفانومتر لشدة التيار في الدائرة الكهربية. يمكننا فعل ذلك عن طريق إضافة مقاومة على التوازي مع الجلفانومتر.

🔬مثال ١: إيجاد فرق الجهد عبر فرعين متوازيين في دائرة كهربية باستخدام الجلفانومتر

توضِّح الدائرة الكهربية جلفانومترًا موصَّلًا مع مقاومة مجزِّئة للتيار. القوة الدافعة الكهربية للمصدر الموصَّل بالجلفانومتر والمقاومة المجزِّئة للتيار هي 3.0 V. لا يمثِّل الشكل دائ

🔬الحل

المسار الذي يمر عبر المقاومة المجزِّئة للتيار محدَّد باللون الوردي في الشكل الآتي:

🔬الحل

المسار الثاني من المسارين الكاملين في الشكل، وهو المسار الذي يمر عبر الجلفانومتر، محدَّد باللون البرتقالي.

🔬الحل

ونعلم أيضًا أن التيار ينقسم إلى الفرعين المتوازيين. لإيجاد شدة التيار في كل فرع، يمكننا تطبيق قانون أوم على كل فرع على حدة.

🔬الحل

لذا، فإن كل ما يقع داخل المربع البرتقالي في الشكل الآتي يعمل معًا باعتباره أميترًا.

🔬الحل

نبدأ برسم مخطط للدائرة وتحديد القيم المُعطاة.

🔬الحل

نبدأ برسم مخطط للدائرة وتحديد القيم المُعطاة:

🔬مثال ٤: حساب شدة التيارات المارة في الجلفانومتر والمقاومة المجزِّئة للتيار في الأميتر

التيار 𝐼 في الدائرة الكهربية الموضَّحة شدته 2.5 mA، وهي شدة التيار القصوى التي يمكن قياسها باستخدام الأميتر الموصَّل بالدائرة. مقاومة الجلفانومتر تساوي عشرة أمثال قيمة المقاومة ال

🔬worksheet_fig1_845191081921

التيار 𝐼 في الدائرة الكهربية الموضَّحة شدته 2.5 mA، وهو أكبر تيار يمكن قياسه باستخدام الأميتر المتصل بالدائرة الكهربية. مقاومة الجلفانومتر تساوي عشرة أمثال قيمة المقاومة المجزئة ل

🔬يوضِّح الشكل جلفانومترًا له تدريجان. أحد التدريجين تدريج جلفانومتر، والآخَر أميت

يوضِّح الشكل جلفانومترًا له تدريجان. أحد التدريجين تدريج جلفانومتر، والآخَر أميتر تيار مستمر. عند قياس شدة تيار، ينحرف مؤشر الجلفانومتر إلى الموضع الذي يشير إلى أقصى قيمة لشدة التي

🔬توضِّح الدائرة الكهربية جلفانومترًا موصَّلًا مع مقاومة مجزِّئة للتيار. القوة الد

توضِّح الدائرة الكهربية جلفانومترًا موصَّلًا مع مقاومة مجزِّئة للتيار. القوة الدافعة الكهربية للمصدر الموصَّل بالجلفانومتر والمقاومة المجزِّئة للتيار هي 3.0 V. لا يمثِّل الشكل دائ

🔬explainer_fig1_808143847594

يُستخدَم الجلفانومتر لقياس شدة التيار في الدوائر الكهربية عن طريق توصيله بها.

🔬explainer_fig2_808143847594

عند وجود تيار في الدائرة، يمر هذا التيار عبر الجلفانومتر الذي يقيسه. وللجلفانومتر مقاومة 𝑅 G. ترتبط هاتان القيمتان معًا بفرق الجهد من خلال قانون أوم: 𝑉 = 𝐼 𝑅 , حيث 𝑅 في هذه الحالة

🔬explainer_fig3_808143847594

وهذا يجعل استخدامه في حد ذاته غير عملي باعتباره فولتميترًا؛ حيث إنه سيُظهِر فقط أقصى شدة تيار له 𝐼 G حتى إذا كانت شدة التيار الفعلية أكبر. لكن ثمة طريقة للتغلُّب على ذلك عن طريق تو

🔬الحل

جدير بالملاحظة أن هذا يتم لإعداد الجلفانومتر للاستخدام كفولتميتر، وليس لتوصيل الفولتميتر بدائرة كهربائية. ويوضِّح الشكل التالي فولتميترًا موصلًا توصيلًا صحيحًا، ويقيس الجهد عبر الم

🔬الحل

لكن فيما يخص صنع الفولتميتر، يجب أن تكون المقاومة المضاعفة للجهد موصَّلة على التوالي مع الجلفانومتر. بتفكيك الفولتميتر في الشكل السابق إلى الجلفانومتر والمقاومة المضاعفة للجهد، 𝑅 M

🔬مثال ٢: توصيل المقاومة بشكل صحيح في فولتميتر قائم على جلفانومتر

أيٌّ من الدوائر الآتية يمثِّل بصورة صحيحة جلفانومترًا موصلًا بمقاومة مضاعفة للجهد لاستخدامها فولتميترًا لقياس جهد مصدر تيار مستمر؟

🔬مثال ٢: توصيل المقاومة بشكل صحيح في فولتميتر قائم على جلفانومتر

أيٌّ من الدوائر الآتية يمثِّل بصورة صحيحة جلفانومترًا موصلًا بمقاومة مضاعفة للجهد لاستخدامها فولتميترًا لقياس جهد مصدر تيار مستمر؟

🔬مثال ٢: توصيل المقاومة بشكل صحيح في فولتميتر قائم على جلفانومتر

أيٌّ من الدوائر الآتية يمثِّل بصورة صحيحة جلفانومترًا موصلًا بمقاومة مضاعفة للجهد لاستخدامها فولتميترًا لقياس جهد مصدر تيار مستمر؟

🔬worksheet_fig1_420109634968

فرق الجهد 𝑉 في الدائرة الكهربية الموضَّحة مقداره 12 V، وهو أكبر جهد يُمكِن قياسه باعتبار الدائرة فولتميترًا. مقاومة الجلفانومتر تساوي جزءًا واحدًا من مائة من المقاومة المُضاعِفة ل

🔬يوضِّح الشكل جلفانومترًا له تدريجان. أحد التدريجَيْن هو تدريج جلفانومتر، والآخر

يوضِّح الشكل جلفانومترًا له تدريجان. أحد التدريجَيْن هو تدريج جلفانومتر، والآخر هو تدريج فولتميتر. الجلفانومتر جزءٌ من دائرة كهربية تحتوي على مقاومة مضاعفة للجهد. عند قياس شدة تيار

🔬يمثِّل الشكل دائرة مكوَّنة من جلفانومتر موصل بمقاومة مضاعفة للجهد. قيمة المقاومة

يمثِّل الشكل دائرة مكوَّنة من جلفانومتر موصل بمقاومة مضاعفة للجهد. قيمة المقاومة المضاعفة للجهد تساوي خمسين مثلًا من قيمة مقاومة الجلفانومتر. ما نسبة شدة التيار المار في الجلفانومت

🔬انضم إلى نجوى كلاسيز

هيا نر كيف يمكننا إيجاد هذه القيم عن طريق توصيل جلفانومتر بدائرة كهربية تحتوي على مقاومة.

🔬انضم إلى نجوى كلاسيز

إذا أظهر الجلفانومتر تيارًا شدته صفر؛ فهذا يعني أن مقاومة الدائرة لا نهائية؛ ومن ثَمَّ لا بد أن يوجد انحراف دائمًا، حتى ولو كان ضئيلًا. لمعرفة ما إذا كان سيحدث انحرافًا أم لا، يُعد

🔬انضم إلى نجوى كلاسيز

وعادة نريد إضافة مقدار معين من المقاومة إلى الجلفانومتر، حيث المقاومة الكلية تجعل شدة التيار: 𝐼 . ونفعل ذلك بإضافة مقاومتين مختلفتين: مقاومة ثابتة، 𝑅 ، ومقاومة متغيرة، 𝑅 . ها

🔬مثال ١: تعديل المقاومة المتغيرة للأوميتر

يوضِّح الشكل دائرة كهربية يمكن استخدامها أوميترًا. تستخدم الدائرة الكهربية جلفانومترًا مقاومته 50 Ω، شدة التيار الذي يؤدي إلى أقصى انحراف في تدريجه تساوي 0.5 mA. تتضمن الدائرة ال

🃏

المراجعة — بطاقات تذكّر (12)

اقلب البطاقة ثلاثية الأبعاد — وجه السؤال ثم الإجابة:

🏅

قائمة الإنجازات

📝

اختبر نفسك — ٦ أسئلة

أسئلة الفهم

٠ / ٦

٠١

الأميتر يوصل:

٠٢

Rs يوصل:

٠٣

Rs = Ig Rg / ?

٠٤

فولtmيتر R:

٠٥

Rg=2Ω Ig=5mA I=10A Rs≈

٠٦

Rm = (V - ?)/Ig

➡️

الفصل التالي

🌀

التالي: قانون فاراداي وقاعدة لينز

📖

الدرس التالي قانون فاراداي وقاعدة لينز

ابدأ ←

أجهزة القياس الكهربي (الأميتر، الفولتميتر، الأوميتر)

أسئلة الفهم

انتهت المعاينة المجانية (5 / 5 دروس)

توليد المحتوى التفاعلي