حل أسئلة التقويم الفصل السابع ( الكهرباء التيارية ) - العلم نور

جديد

{ وَقُلْ رَبِّ زِدْنِي عِلْمًا }

الخميس، 11 أكتوبر 2018

حل أسئلة التقويم الفصل السابع ( الكهرباء التيارية )



بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
حل أسئلة التقويم الفصل السابع ( الكهرباء التيارية )
نبدأ على بركة الله ...

خريطة المفاهيم

34. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات التالية : الواط ، التيار ، المقاومة .



الحل :



إتقان المفاهيم
35. عرف وحدة قياس التيار الكهربائي بدلالة الوحدات الأساسية MKS .
الحل :
1 A = 1C / 1s


ارجع إلى الشكل التالي للإجابة عن الأسئلة 36-39 .



36. كيف يجب وصل فولتمتر في الشكل لقياس جهد المحرك ؟
الحل :
يوصل القطب الموجب للفولتمتر مع قطب الذراع اليسرى للمحرك . ويوصل القطب السالب للفولتمتر مع قطب الذراع اليمنى للمحرك .

37. كيف يجب وصل أميتر في الشكل لقياس تيار المحرك  ؟
الحل :
افتح الدائرة بين البطارية والمحرك ، ثم وصل القطب الموجب للأميتر مع الطرف الموجب لمكان فتح الدائرة ( الطرف الموصل مع القطب الموجب للبطارية ) وصل القطب السالب للأميتر مع الطرف السالب ( الطرف الأقرب إلى المحرك ).


38. ما اتجاه التيار الاصطلاحي في المحرك ؟
الحل :
من اليسار إلى اليمين خلال المحرك .

39. ما رقم الأداة التي :
       a.   تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية ؟
       b.  تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كهربائية ؟
       c.   تعمل على فتح الدائرة و إغلاقها ؟
       d.   تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية ؟
الحل :
      a.    4
      b.  1
      c.    2
      d.  3

40. صف تحولات الطاقة التي تحدث في الأدوات التالية :
       a.   مصباح كهربائي متوهج .
       b.  مجففة ملابس .
       c.   مذياع رقمي مزود بساعة .
الحل :
       a.   تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية وضوء .
       b.  تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية وطاقة حركية .
       c.   تتحول الطاقة الكهربائية إلى ضوء وصوت .

41. أي السلكين يوصل الكهرباء بمقاومة أقل : سلك مساحة مقطعه العرضي كبيرة ، أم سلك مساحة مقطعه العرضي صغيرة ؟
الحل :
للسلك ذي المقطع العرضي الأكبر مقاومة أقل ، لأن هناك عددا أكبر من الإلكترونات لحمل الشحنة .

42. لماذا يكون عدد المصابيح التي تحترق لحظة إضاءتها أكبر كثيرا من عدد المصابيح التي تحترق وهي مضاءة ؟
الحل :
تسمح المقاومة القليلة للفتيلة الباردة بمرور تيار كبير في البداية ، ومن ثم يحدث تغير كبير في درجة حرارتها مما يؤدي إلى تعرض الفتيلة لإجهاد كبير وزيادة مقاومتها .

43. عند عمل دائرة قصر لبطارية بوصل طرفي سلك نحاسي بقطبي البطارية ترتفع درجة حرارة السلك . فسر لماذا يحدث ذلك ؟
الحل :
تولد دائرة القصر تيارا كبيرا مما يسبب تصادم عدد أكبر من الإلكترونات مع ذرات السلك وهذا يؤدي إلى رفع الطاقة الحركية للذرات وكذلك رفع درجة حرارة السلك .

44. ما الكميات الكهربائية التي يجب المحافظة على مقاديرها قليلة عند نقل الطاقة الكهربائية مسافات طويلة بصورة اقتصادية ؟
الحل :
مقاومة السلك والتيار المار فيه .
45. عرف وحدة القدرة الكهربائية بدلالة الوحدات الأساسية MKS .

الحل :



تطبيق المفاهيم
46. خطوط القدرة لماذا تستطيع الطيور الوقوف على خطوط الجهد المرتفع دون أن تتعرض لصدمة كهربائية ؟
الحل :
لا يوجد فرق جهد على امتداد السلك ، لذا لا يمر تيار كهربائي خلال جسم الطائر .

47. صف طريقتين لزيادة التيار في دائرة كهربائية .
الحل :
إما بزيادة الجهد أو بتقليل المقاومة .

48. المصابيح الكهربائية يعمل مصباحان كهربائيان في دائرة جهدها 120 V . إذا كانت قدرة أحدهما 50 W والآخر 100 W ، فأي المصباحين مقاومته أكبر ؟ وضح إجابتك .

الحل :



49. إذا ثبت فرق الجهد في دائرة كهربائية ، وتم مضاعفة مقدار المقاومة ، فما تأثير ذلك في تيار الدائرة ؟
الحل :
إذا تضاعفت المقاومة فإن التيار سيقل إلى النصف .

50. ما تأثير مضاعفة كل من الجهد والمقاومة في تيار دائرة كهربائية ؟ وضح إجابتك .
الحل :
لا تأثير ، لأن V= IR ، لأن I=V/R ، فإذا تضاعف كل من الجهد والقاومة فإن التيار لا يتغير .

51. قانون أوم وجدت سارة أداة تشبه مقاومة . عندما وصلت هذه الأداة ببطارية جهدها 1.5 V مر فيها تيار مقدارها 45x 10-6 A فقط ، ولكن عندما استخدمت بطارية جهدها 3.0 V مر فيها تيار مقداره 25x10-3 A ، فهل تحقق هذه الأداة قانون أوم ؟

الحل :



53. سلكان أحدهما مقاومته كبيرة والآخر مقاومته صغيرة . إذا وصل كل منهما بقطبي بطارية جهدها 60 V ، فأي السلكين ينتج طاقة بمعدل أكبر ؟ ولماذا ؟
الحل :
السلك الذي له أقل مقاومة ، لأن P = V2 /R ، فالمقاومة  Rالأقل تولد قدرة P أكبر تتبدد في السلك ، حيث يولد طاقة حرارية بمعدل اكبر .

إتقان حل المسائل
7-1 التيار الكهربائي والدوائر الكهربائية

54. وصل محرك ببطارية جهدها 12V كمت هو موضح في الشكل التالي . احسب مقدار :
     a.   القدرة التي تصل إلى المحرك .
     b.  الطاقة المحولة إذا تم تشغيل المحرك 15 min .



الحل :
     a.  
  

     b.     





55. يمر تيار كهربائي مقداره 0.50 A في مصباح متصل بمصدر جهد 120 V ، احسب مقدار :
    a.   القدرة الواصلة . 
    b.  الطاقة التي يتم تحويلها خلال 5.0 min .
الحل :
    a.  
  

    b. 

  
56. مجففات الملابس وصلت مجففة ملابس قدرتها 4200 W بدائرة كهربائية جهدها 220 V ، احسب مقدار التيار المار فيها .
الحل :





57. ارجع إلى الشكل التالي للغجابة عن الأسئلة التالية :
    a.   ما قراءة الأميتر ؟
    b.  ما قراءة الفولتمتر ؟
    c.   ما مقدار القدرة الواصلة إلى المقاومة
    d.  ما مقدار الطاقة التي تصل إلى المقاومة كل ساعة ؟


الحل :
     a.  

    b.     
27 V
    c.  
     

    d. 
  


58. المصابيح اليدوية إذا وصل مصباح يدوي بفرق جهد 3.0 V ، فمر فيه تيار مقداره 1.5 A :
a.   فما معدل الطاقة الكهربائية المستهلكة في المصباح ؟
b.  ما مقدار الطاقة الكهربائية التي يحولها المصباح خلال 11 min ؟
الحل :
      a.  
  

      b. 
  


59. ارسم رسما تخطيطيا لدائرة توال كهربائية تحتوي مقاومة مقدارها 16 Ω ، وبطارية ، مع أميتر قراءته 1.75 A ، حدد كلا من الطرف الموجب للبطارية وجهدها ، والطرف الموجب للأميتر ، واتجاه التيار الاصطلاحي .
الحل :      






60. يمر تيار كهربائي مقداره 66 mA في مصباح عند توصيله ببطارية جهدها 6.0 V ، ويمر فيه تيار مقداره 75 mA عند استخدام بطارية جهدها 9.0 V ، أجب عن الأسئلة التالية :
     a.    هل يحقق المصباح قانون أوم ؟
     b.  ما مقدار القدرة المستنفدة في المصباح عند توصيله ببطارية  6.0 V ؟
     c.   ما مقدار القدرة المستنفدة في المصباح عند توصيله ببطارية 9.0 V ؟
الحل :
     a.    لا يحقق ، لأن يزداد الجهد بمعدل مقداره 9.0/6.0 = 1.5 في حين يزداد التيار بمعامل مقداره 75/66 = 1.1
     b. 
  

     c.  




61. يمر تيار مقداره 0.40 A في مصباح موصول بمصدر جهد 120 V ، أجب عما يلي :
      a.    ما مقدار مقاومة المصباح في أثناء إضاءته ؟
      b.  تصبح مقاومة المصباح عندما يبرد 1/5 مقاومته عندما يكون ساخنا . ما مقدار مقاومة المصباح وهو بارد ؟
      c.   ما مقدار التيار المار في المصباح لحظة إضاءته من خلال وصله بفرق جهد 120 V ؟
الحل :
     a.  
     

     b. 
   


     c.  



62. المصابيح الكهربائية ما مقدار الطاقة المستنفدة في مصباح قدرته  60.0 W خلال نصف ساعة ؟ وإذا حول المصباح 12% من الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية فما مقدار الطاقة الحرارية التي يولدها خلال نصف ساعة ؟
الحل :


63. يمثل الرسم البياني في الشكل التالي العلاقة بين فرق الجهد والتيار المار في جهاز يسمى الصمام الثنائي ( الدايود) و هو مصنوع من السليكون . أجب عن الأمثلة التالية :
     a.   إذا وصل الدايود بفرق جهد مقداره 0.70 V فما مقدار مقاومته ؟
     b.  ما مقدار مقاومة الدايود عند استخدام فرق جهد مقداره 0.60 V ؟
     c.   هل يحقق الدايود قانون أوم ؟



الحل :
     a.  
  

     b. 
     


     c.   لا ، لأن المقاومة تعتمد على الجهد .



7-2 استخدام الطاقة الكهربائية

64. البطاريات يبلغ ثمن بطارية جهدها 9.0 V تقريبا 10.00 ريالات ، وتولد هذه البطارية تيارا مقداره 0.0250 A مدة 26.0 h قبل أن يتم تغييرها . احسب تكلفة كل kWh تزودنا به هذه البطارية .

الحل :



65. ما مقدار أكبر تيار ينتج عن قدرة كهربائية مقدارها 5.0 W في مقاومة مقدارها 220 Ω ؟
الحل :



66. يمر تيار مقداره 3.0 A في مكواة كهربائية جهدها 110 V . ما مقدار الطاقة الحرارية الناتجة خلال ساعة ؟

الحل :



67. في الدائرة الموضحة في الشكل التالي تبلغ اكبر قدرة كهربائية آمنة 50.0 W استخدم الشكل لإيجاد كل مما يلي :
    a.   أكبر تيار آمن .
    b.  أكبر جهد آمن .



الحل :
     a.      


     b. 
  



68. يمثل الشكل التالي دائرة فرن كهربائي . احسب قيمة الفاتورة الشهرية ( 30 يوما ) إذا كان ثمن الكيلوواط. ساعة 0.10 ريال ، وتم ضبط منظم الحرارة ليشتغل الفرن ربع الفترة الزمنية .




الحل :



69. التطبيقات يكلف تشغيل مكيف هواء 50 ريالا خلال 30 يوما ، وذلك على اعتبار أن المكيف يعمل نصف الفترة الزمنية ، وثمن كل KWh هو 0.090 ريال . احسب التيار الذي يمر في المكيف عند تشغيله على فرق جهد مقداره 120 V ؟
الحل :




70. المذياع يتم تشغيل مذياع ببطارية جهدها 9.0 V ، بحيث تزوده بتيار مقداره 50.0 mA .
      a.   إذا كان ثمن البطارية 10.00 ريالات ، وتعمل لمدة 300.0 h فاحسب تكلفة كل kWH تزودنا به هذه البطارية عند تشغيل المذياع هذه الفترة .
      b.  إذا تم تشغيل المذياع نفسه بمحول موصول بدائرة منزل ، وكان ثمن الكيلوواط .ساعة 0.12 ريال ، فاحسب تكلفة تشغيل المذياع مدة 300.0 h .
الحل :
a.      

b. 
  


مراجعة عامة

71. يمر تيار مقداره 1.2 A في مقاومة مقدارها 50.0 Ω مدة  5.0 min، احسب مقدار الحرارة المتولدة في المقاومة خلال هذه الفترة .
الحل :




72. وصلت مقاومة مقدارها 6.0 Ω ببطارية جهدها 15 V
a.    ما مقدار التيار المار في الدائرة ؟
b.  ما مقدار الطاقة الحرارية الناتجة خلال 10.0 min ؟
الحل :
      a.  

     b.  



73. المصابيح الكهربائية تبلغ مقاومة مصباح كهربائي متوهج 10.0 Ω قبل إنارته ، وتصبح 40.0 Ω عند إنارته بتوصيله بمصدر جهد 120 V . أجب عن الأسئلة التالية : 
      a.   ما مقدار التيار الذي يمر في المصباح عند إنارته ؟
     b.  ما مقدار التيار الذي يمر في المصباح لحظة إنارته ( التيار اللحظي ) ؟
     c.   متى يستهلك المصباح أكبر قدرة كهربائية ؟
الحل :
      a.  
  

      b. 
  


     c.   في اللحظة التي يشغل فيها .


74. تستخدم مقاومة متغيرة للتحكم في سرعة محرك كهربائي جهده 12 V . عند ضبط المقاومة ليتحرك المحرك بأقل سرعة يمر فيه تيار مقداره 0.02 A ، وعندما تضبط المقاومة ليتحرك المحرك بأكبر سرعة يمر فيه تيار مقداره 1.2 A ، ما مدى المقاومة المتغيرة ؟

الحل :




75. يشغل محرك كهربائي مضخة توزيع الماء في مزرعة بحيث تضخ 1.0x104 L من الماء راسيا إلى أعلى مسافة 8.0 m في كل ساعة . فإذا وصل المحرك بمصدر جهد 110 V ، وكانت مقاومته في أثناء تشغيله 22.0 Ω فما مقدار :
     a.   التيار المار في المحرك ؟
     b.  كفاءة المحرك ؟
الحل :
     
      a.  
  

  
      b. 
 



76. ملف تسخين مقاومته 4.0 Ω ، ويعمل على جهد مقداره 120 V ، أجب عما يلي :
      a.   ما مقدار التيار الكهربائي المار في الملف عند تشغيله ؟
     b.  ما مقدار الطاقة الواصلة إلى الملف خلال 5.0 min ؟
     c.   إذا غمر الملف في وعاء عازل يحتوي على 20.0 kg من الماء فما مقدار الزيادة في درجة حرارة الماء ؟ افترض أن الماء امتص الحرارة الناتجة بنسبة 100 % .
     d.  إذا كان ثمن الكيلوواط . ساعة 0.08 ريال فما تكلفة تشغيل الملف 30 min في اليوم مدة 30 يوما ؟
الحل :
    a.  
  

    b. 
     

    c.  
  


    d. 
  



77. التطبيقات مدفأة كهربائية تصل قدرتها إلى 500 W . أجب عما يلي :
    a.    ما مقدار الطاقة الواصلة إلى المدفأة في نصف ساعة ؟
    b.  تستخدم المدفاة لتدفئة غرفة تحتوي على 50 kg من الهواء ، فإذا كانت الحرارة النوعية للهواء 1.10 kJ/kg.oC ، و 50 % من الطاقة الحرارية الناتجة تعمل على تسخين الهواء في الغرفة ، فما مقدار التغير في درجة هواء الغرفة خلال نصف ساعة ؟    
    c.   إذا كان ثمن الكيلوواط . ساعة 0.08 ريال ، فما تكلفة تشغيل المدفأة 6.0 h في اليوم مدة 30 يوما ؟
الحل :
     a.  
  

  
     b. 

     c.  
  




التفكير الناقد
78. تصميم النماذج ما مقدار الطاقة المختزنة في مكثف ؟ يعبر عن الطاقة اللازمة لزيادة فرق الجهد للشحنة q بالعلاقة : E = qV ، ويحسب فرق الجهد في مكثف بالعلاقة V= q/C ، لذا كلما زادت الشحنة على المكثف ازداد فرق الجهد ، ومن ثم فإن الطاقة اللازمة لإضافة شحنة عليه تزداد . إذا استخدم مكثف سعته الكهربائية 1.0 F بوصفه جهازا لتخزين الطاقة في حاسوب شخصي فمثل بيانيا فرق الجهد V عند شحن المكثف بإضافة شحنة مقدارها 5.0 C إليه . وما مقدار فرق الجهد بين طرفي المكثف ؟ و إذا كانت المساحة تحت المنحنى تمثل الطاقة بوحدة الجول ، وتحقق مما إذا كانت تساوي الشحنة الكلية مضروبة في فرق الجهد النهائي أم لا . وضح إجابتك .

الحل :




لا ، لأن الشحنة الكلية مضروبة في فرق الجهد النهائي بيانيا تساوي ضعف المساحة تحت المنحنى تماما . وفيزيائيا هذا يعني أن كل كولوم يحتاج على كمية الطاقة القصوى نفسها لتخزينها في المكثف . وفي الواقع تزداد كمية الطاقة اللازمة لإضافة كل شحنة كلما تراكمت الشحنة في المكثف .

79. تطبيق المفاهيم يعمل فرن كهربائي ميكروويف على فرق جهد 120 V ، ويمر فيه تيار مقداره 12A . إذا كانت كفاءته الكهربائية ( تحويل تيار AC إلى أشعة ميكروويف) 75% ، وكفاءة تحويله أشعة الميكروويف إلى حرارة تستخدم في تسخين الماء أيضا 75% فأجب عما يلي :
      a.    ارسم نموذجا تخطيطيا للقدرة الكهربائية مشابها لنموذج الطاقة الموضح في الشكل 7-2 b . ميز وظيفة كل جزء منه وفقا للجولات الكلية لكل ثانية .
      b.  اشتق معادلة لمعدل الزيادة في درجة الحرارة (T/s) لمادة موضوعة في الميكروويف مستعينا بالمعادلة Q = m C ∆T ، حيث Q  التغير في الطاقة الحرارية للمادة ، و m كتلتها ، و C حرارتها النوعية ، و ∆T التغير في درجة حرارتها .
      c.   استخدم المعادلة التي توصلت إليها لإيجاد معدل الارتفاع في درجة الحرارة بوحدة سلسيوس لكل ثانية ، وذلك عند استخدام هذا الفرن لتسخين 250 g من الماء إلى درجة حرارة اعلى من درجة حرارة الغرفة .
      d.  راجع حساباتك جيدا وانتبه إلى الوحدات المستخدمة ، وبين ما إذا كانت إجابتك صحيحة .
      e.   ناقش بصورة عامة الطرائق المختلفة التي يمكنك بها زيادة كفاءة تسخين الميكروويف .
      f.    ناقش لماذا يجب عدم تشغيل أفران الميكروويف وهي فارغة ؟
الحل :
     a.      

     b. 
  

     c.  

     d.   ألغيت وحدة kg ووحدة J ، وبقيت oC/s .
     e.   كفاءة التحويل من الطاقة الكهربائية على طاقة في الميكروويف هي 75 % . ومن المحتمل إيجاد طريقة أخرى مختلفة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى إشعاع تكون أكثر فاعلية . وكفاءة التحويل من أشعة الميكروويف إلى طاقة حرارية في الماء 75 % ، ومن المحتمل تحسين عملية تحويل أشعة الميكروويف إلى طاقة حرارية عند استخدام ترددات مختلفة للإشعاع الكهرومغناطيسي .
      f.    عند تشغيل الفرن فارغ فإن طاقة الميكرويف ستتبدد في الفرن . وهذا سيؤدي إلى مزيد من السخونة لأجزاء الفرن ومن ثم تلفها .

80. تطبيق المفاهيم تتراوح أحجام مقاومة مقدارها 10 Ω بين راس دبوس إلى وعاء حساء . وضح ذلك .
الحل :
يحدد الحجم الفيزيائي للمقاومة حسب قدرتها . فالمقاومات التي تنتج عند 100 W تكون أكبر كثيرا من تلك التي تنتج قدرة مقدارها 1W .


81. إنشاء الرسوم البيانية واستخدامها الرسم البياني للصمام الثنائي (الدايود ) الموضح في الشكل 7-15 أكثر فائدة من رسم بياني مشابه للمقاومة يحقق قانون أوم . وضح ذلك .
الحل :
المنحنى الباني فولت – أمبير للمقاومة الذي يحقق قانون أوم عبارة عن خط مستقيم ونادرا ما يكون ضروريا .

الكتابة في الفيزياء
82. هناك ثلاثة أنواع من المعادلات التي تواجهها في العلوم : (1) التعريفات ، (2) القوانين ، (3) الاشتقاقات . ومن الأمثلة عليها : (1) الأمبير الواحد يساوي كولوم واحد لكل ثانية . (2) القوة تساوي الكتلة مضروبة في التسارع . (3) القدرة الكهربائية تساوي مربع الجهد مقسوما على المقاومة . اكتب صفحة واحدة توضح فيها متى تكون العلاقة " المقاومة تساوي الجهد مقسوما على التيار " صحيحة . قبل أن تبدأ ابحث في التصنيفات الثلاثة للمعادلات أعلاه .
الحل :
يجب أن تتضمن إجابات الطلاب فكرة أن الأجهزة التي تحقق قانون أوم يتناسب هبوط الجهد فيها طرديا مع التيار المار في الجهاز ، وأن الصيغة الرياضية R= V/I ، وأن تعريف المقاومة مشتق من قانون أوم .

83. تتمدد المادة عند تسخينها . ابحث في العلاقة بين التمدد الحراري وأسلاك التوصيل المستخدمة لنقل الجهد العالي .
الحل :
ستختلف الإجابات ، لكن على الطلاب أن يوضحوا أن أسلاك ( خطوط ) نقل القدرة الكهربائية تصبح ساخنة بمقدار كاف لكي تتمدد وترتخي عندما يمر فيها تيارات كبيرة وتصبح هذه الأسلاك المرتخية خطيرة إذا لامست أجساما أسفل منها كالأشجار أو خطوط قدرة أخرى .

مراجعة تراكمية
84. تبعد شحنة مقدارها +3.0x10-6 C مسافة 2.0 m عن شحنة أخرى مقدارها +6.0x10-5 C ، احسب مقدار القوة المتبادلة بينهما .

الحل :













تم بحمد الله


نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "



بالتوفيق للجميع ...^_^







هناك 5 تعليقات:

  1. مسئلة 76فقره c من وين جت 6اس10×6.3؟

    ردحذف
  2. إذا كانت بطارية تمد المصباح اليدوي بطارية مقدارها 100J من الطاقة كي يعمل وكان المصباح اليدوي ينتج 10J من الطاقة الضوئية فكم كمية الطاقة الحرارية المنبعثة التي سينتجها المصباح اليدوي ؟ *

    ردحذف
  3. ممكن حل السؤال هذا احسب الجهد الكهربائي الذي تعمل علية ثلاجة كهربائية يمر في دائرتها تيار مقدارة 2 أمبير و مقاومتها 30 اوم ؟
    احتاجه اللحين

    ردحذف
  4. ممكن الإجابة :مصباح يدوي يعمل بطاقة كهربائية 100 جول يستهلك 70 جول من الطاقة على شكل حرارة . فكم يستهلك من الطاقة الضوئية ؟

    ردحذف





1ZILLION Bath&BodyWorks H&M AliExpress Nike OudMilano Bangood Adidas NiseOne Mikyajy OUNASS GAP Udemy Nayomi H&M Bath&BodyWorks NICEONE