تمثل الكهربية الحركية تدفق الشحنات الكهربية في موصل مغلق. نستعرض في هذا الدرس المفاهيم الفيزيائية الأساسية: شدة التيار والكمية الكهربية، فرق الجهد والقوة الدافعة الكهربية، المقاومة والعوامل الهندسية المؤثرة عليها، والمقاومة النوعية والتوصيلية الكهربية ومسائل إعادة التشكيل والسحب.
🌳 شجرة التصنيفات والمفاهيم الهيكلية (Hierarchy Concept Tree)
خريطة ذهنية هيكلية مستوحاة من أسلوب كبار معلمي الثانوية العامة ونظم التعلم الحديثة لتنظيم استيعاب الطالب قبل الخوض في التفاصيل:
📋 سبورة الأستاذ الذهبية وتريكات الامتحان (The Master Teacher's Blackboard)
أسلوب كبار معلمي الثانوية العامة • يوتيوب- ⚡ فخ قراءة الفولتميتر بين قطبي البطارية: V = VB - I·r. عند زيادة تيار الدائرة (بنقص المقاومة الخارجية)، تقل قراءة الفولتميتر. وإذا كانت البطارية في حالة شحن فإن V = VB + I·r.
- ⚡ المقاومة النوعية والتوصيلية: لا تتأثران بطول السلك أو مساحة مقطعه أو شدة التيار؛ تتوقفان فقط على نوع المادة ودرجة الحرارة.
- ⚡ توصيل المقاومات وسحب الأسلاك: إذا سُحب سلك فزاد طوله للضعف، تقل مساحته للنصف وتزداد مقاومته إلى 4 أمثال (R تتناسب مع L² عند ثبات الحجم والكتلة).
- ⚡ كيرشوف: تأكد من فرض اتجاه المسار؛ إذا خرج السهم من القطب الموجب للبطارية تكون VB موجبة، وإذا كان اتجاه التيار في المقاومة متفقاً مع المسار يكون I·R موجباً.
01 أولًا: شدة التيار الكهربي وفرق الجهد الكهربي
التيار الكهربي: فيض من الشحنات الكهربية (الإلكترونات الحرة) تسري خلال الموصلات المعدنية.
اتجاه التيار الكهربي:
- الاتجاه الاصطلاحي (التقليدي): حركة الشحنات الموجبة من القطب الموجب إلى القطب السالب خارج المصدر (وهو المعتمد في دراسة وتطبيق القوانين الكهربية).
- الاتجاه الفعلي (الإلكتروني): حركة الإلكترونات الفعلية من القطب السالب إلى القطب الموجب خارج المصدر.
شدة التيار (I): كمية الشحنة الكهربية (Q بالكولوم) المارة عبر مقطع من موصل في زمن قدره ثانية واحدة: I = Q / t = n · e / t (حيث n عدد الإلكترونات، و e شحنة الإلكترون = 1.6 × 10-19 C). وحدة القياس: الأمبير (A) ويقاس بجهاز الأميتر المتصل على التوالي.
فرق الجهد بين نقطتين (V): مقدار الشغل المبذول (W بالجول) لنقل كمية من الشحنة قدرها واحد كولوم بين نقطتين: V = W / Q. وحدة القياس: الفولت (V) ويقاس بجهاز الفولتميتر المتصل على التوازي.
02 ثانيًا: المقاومة الكهربية (R) والمقاومة النوعية (ρe) والتوصيلية (σ)
قانون أوم (Ohm's Law): عند ثبوت درجة الحرارة تتناسب شدة التيار المار في موصل تناسباً طردياً مع فرق الجهد بين طرفيه: V = I · R.
المقاومة الكهربية (R): الممانعة التي يلقاها التيار الكهربي أثناء مروره في الموصل بسبب تصادم الإلكترونات الحرة مع ذرات الموصل المتذبذبة. وحدتها: الأوم (Ω).
العوامل المؤثرة على مقاومة موصل:
\[ R = \rho_e \frac{L}{A} = \rho_e \frac{L}{\pi r^2} \]
- طول الموصل (L): تناسب طردي (مضاعفة الطول تضاعف المقاومة).
- مساحة المقطع (A) أو مربع نصف القطر (r2): تناسب عكسي (مضاعفة مساحة المقطع تقلل المقاومة للنصف).
- نوع مادة الموصل: عبر المقاومة النوعية.
- درجة الحرارة: رفع درجة الحرارة يزيد من سعة اهتزاز ذرات الموصل ومعدل تصادمها مع الإلكترونات فتزداد المقاومة.
المقاومة النوعية (ρe) والتوصيلية الكهربية (σ):
| الكمية الفيزيائية | القانون الرياضي | وحدة القياس | العوامل المؤثرة |
|---|---|---|---|
| المقاومة النوعية (ρe) | ρe = (R · A) / L | أوم · متر (Ω · m) | خاصية فيزيائية مميزة للمادة؛ تتوقف فقط على: نوع المادة ودرجة الحرارة، ولا تتأثر مطلقاً بتغير طول السلك أو مساحة مقطعه. |
| التوصيلية الكهربية (σ) | σ = 1 / ρe = L / (R · A) | أوم-1 · م-1 (Ω-1 · m-1 أو سيمنز/م) | مقلوب المقاومة النوعية؛ خاصية مميزة تتوقف فقط على نوع المادة ودرجة الحرارة. النحاس أفضل المواد توصيلاً لصغر مقاومته النوعية ووفرة إلكتروناته الحرة. |
تريكة مسائل السحب وإعادة التشكيل: عند سحب سلك أو إعادة تشكيله يظل حجم السلك ثابتاً (Vol = A · L = ثنائي وثابت)؛ فإذا زاد طوله للضعف تقل مساحة مقطعه للنصف وتزداد مقاومته إلى أربعة أمثالها (R ∝ L2 أو R ∝ 1/A2 أو R ∝ 1/r4).
⚠️ فخاخ وزارية شائعة ونقاط دقيقة في الامتحانات 2026/2027
- الخلط في وحدات القياس: انتبه دائماً إلى تحويل الوحدات الدولية القياسية قبل التعويض في القوانين.
- قراءة السؤال حتى الكلمة الأخيرة: احذر من كلمات النفي والاستثناء مثل (عدا، ما عدا، ليس من، لا ينطبق).
- التمييز بين النتيجة والسبب: فسر الظواهر بناءً على الأساس العلمي المباشر ولا تكتفِ بالوصف السطحي.
💡 الكبسولة الذهبية للمراجعة المركزة ليلة الامتحان
تم استخلاص وتكثيف نواتج التعلم في هذا الدرس لتمكين الطالب من تثبيت المفاهيم البنيوية الأساسية وحل الأسئلة المدمجة متعددة المستويات في أقل من دقيقة لكل سؤال.
تحدَّ نفسك: تقييمات وزارية تفاعلية على هذا الدرس
أسئلة تفاعلية حصرية على نمط الاختبار الوزاري 2026/2027 مبنية على محتوى هذا الدرس فقط، مع التفسير العلمي وسبب صحة أو خطأ كل خيار.
سلك نحاسي منتظم المقطع تم سحبه بانتظام حتى زاد طوله بنسبة 100% (أي تضاعف طوله إلى 2L)، فإن مقاومته الكهربية تصبح:
المقاومة النوعية لموصل معدني تتوقف حصرياً على:
إذا زاد نصف قطر سلك معدني للضعف وقل طوله للنصف، فإن مقاومته الكهربية تصبح:
حاصل ضرب المقاومة النوعية لمادة في توصيليتها الكهربية (ρe × σ) يساوي دائماً:
السبب المباشر لارتفاع مقاومة الموصل المعدني عند ارتفاع درجة حرارته هو:
هل أنت جاهز لخوض الاختبار الوزاري الكامل وبنك الـ 300 سؤال؟
اختبر استيعابك الشامل مع المؤقت الزمني وحساب الدرجات والمراجعة التفصيلية لكل سؤال.
🚀 ابدأ بنك الأسئلة الشامل (300+ سؤال) الآن