وصلت مقاومة مقدارها 6.0 Ω ببطارية جهدها 15 V، ما مقدار التيار المار في الدائرة؟
الإجابة: إن مقدار التيار الكهربائي الذي يسري في الدائرة هو 2.5 أمبير.
شرح الإجابة:
لفهم كيفية وصولنا إلى هذه النتيجة، يجب أن نغوص في المبدأ الأساسي الذي يحكم سلوك الكهرباء في الدوائر البسيطة. هذا المبدأ ليس مجرد صيغة رياضية، بل هو قانون طبيعي يصف علاقة دقيقة وثابتة بين ثلاثة عناصر محورية. فالعلاقة بين الجهد الكهربائي والمقاومة الكهربائية وشدة التدفق الناتج عنهما، منظومة متكاملة تحكمها قاعدة فيزيائية راسخة تُعرف باسم قانون أوم، وهو بمثابة الدستور الذي تخضع له حركة الشحنات في أي موصل.
بالنظر إلى معطيات المسألة، نجد لدينا طرفين أساسيين في هذه المعادلة الفيزيائية. الطرف الأول هو البطارية التي توفر فرق جهد مقداره 15 فولت، وهذه القيمة تمثل القوة الدافعة الكهربائية، أي الطاقة الممنوحة لكل شحنة لتدفعها للحركة عبر الأسلاك. أما الطرف الثاني، فهو المقاومة البالغة 6.0 أوم (Ω)، والتي يمكن تصورها كعائق منظم أو “ممانعة” تعترض سبيل تدفق الشحنات، فتبطئ من حركتها وتحد من اندفاعها. ومن خلال تفاعل هاتين القوتين، قوة الدفع وقوة الإعاقة، يتحدد مصير التيار.
هنا يأتي دور قانون أوم ليفصل في هذه العلاقة، حيث ينص على أن شدة التيار (I) تساوي ناتج قسمة الجهد (V) على المقاومة (R). بتطبيق هذه الصيغة (I = V/R)، نقوم بتعويض القيم المعطاة: نقسم الجهد البالغ 15 فولت على المقاومة البالغة 6.0 أوم. هذه العملية الحسابية البسيطة (15 ÷ 6.0) تعطينا ناتجاً قدره 2.5، وهو ما يمثل القيمة النهائية لشدة التيار الكهربائي المار في الدائرة، مقاسةً بوحدة القياس الدولية المعتمدة وهي الأمبير.
إقرأ أيضا:تسمى المسافة العمودية من محور الدوران حتى نقطة تأثير القوة بإن الرقم 2.5 أمبير ليس مجرد قيمة مجردة، بل يحمل معنى فيزيائياً عميقاً. فوحدة الأمبير تعبر عن معدل تدفق الشحنة الكهربائية، وتحديداً، أمبير واحد يعني مرور شحنة مقدارها كولوم واحد عبر نقطة معينة في الدائرة كل ثانية. بالتالي، فإن نتيجة 2.5 أمبير تخبرنا أن في كل ثانية تمر شحنات كهربائية مقدارها 2.5 كولوم عبر أي مقطع من مقاطع هذه الدائرة، وهو تدفق منتظم ومستمر طالما بقيت البطارية والمقاومة ثابتتين.
من المهم إدراك أن هذا التيار المتدفق لا يمر دون أن يترك أثراً. فمرور الشحنات عبر عنصر المقاومة يؤدي حتماً إلى تحويل جزء من الطاقة الكهربائية إلى شكل آخر من أشكال الطاقة، وهو في هذه الحالة طاقة حرارية، وهي ظاهرة تُعرف فيزيائياً باسم تأثير جول. هذا المبدأ هو أساس عمل العديد من الأجهزة كالسخانات الكهربائية والمصابيح المتوهجة، وهو يوضح أن حساب التيار ليس سوى الخطوة الأولى في فهم الصورة الكاملة لما يحدث داخل منظومة فيزياء الدوائر الكهربائية.
إقرأ أيضا:المادة هي أي شيء له حجم وكتلة