المواد الموصلة والعازلة : Conductors and Insulators
- تقسم المواد من حيث قابليتها للسماح للشحنات الكهربائية بالحركة إلى :
والجدول التالي يوضح مقارنة بينهما:
| المادة | قابليتها للسماح للشحنات بالحركة | مثال عليها |
| الموصلة للكهرباء | تسمح | الفلزات مثل الحديد |
| العازلة للكهرباء | لا تسمح | البلاستيك ، الزجاج،الخشب |
أتحقق: أحدد المادة / المواد التي يمكنني استخدامها في الدارة الكهربائية لإضاءة المصباح
| المادة | تضيء المصباح |
| الزجاج | لا تضيء |
| الخشب | لا تضيء |
| البلاستيك | لا تضيء |
| الجرافيت | تضيء |
| الحديد | تضيء |
الدارات الكهربائية : Electric Circuits
- تعرف الدارة الكهربائية Electric Circuits بأنها المسار المغلق الذي تتحرك فيه الشحنات باتجاه واحد مكونة التيار الكهربائي.
- تتكون الدراة الكهربائية من :
انظر الشكل المجاور لمزيد من التوضيح 
- يمكن استبدال أي جهاز آخر بالمصباح في الدارة الكهربائية ويطلق عليه المقاومة الكهربائية .
البطارية The Battery
- وتقوم البطارية بالأمور التالية :
1- مصدر الطاقة في الدارة الكهربائية : تعمل على تزويد الشحنات الكهربائية بالطاقة لجعلها تتحرك اتجاه واحد حتى يتولد التيار الكهربائي.
2- للبطارية قطبان : قطب سالب وقطب موجب
3- يرمز لها بالرمز 
- فرق الجهد الكهربائي( Electric Potential Difference ) هو مقدار الطاقة التي ستزود بها البطارية شحنة كهربائية مقدارها (1c) عند انتقالها بين قطبي البطارية، ويقاس بوحدة الفولت (V)، ويرمز له بالرمز (ΔV).
ويستخدم الفولتميتر 
لقياس فرق الجهد الكهربائي
أتحقق : ما دور البطارية في الدارة الكهربائية ؟
مصدر الطاقة في الدارة الكهربائية حيث تعمل على تزويد الشحنات الكهربائية بالطاقة لجعلها تتحرك اتجاه واحد حتى يتولد التيار الكهربائي.
أسلاك التوصيل Connection Wires
- تتكون من مواد موصلة وتتحرك الشحنات الكهربائية من خلالها.
- يتولد التيار الكهربائي Electric Current نتيجة حركة الشحنات الكهربائية في الأسلاك، ويكون اتجاهه من القطب الموجب للبطارية إلى القطب السالب عبر أجزاء الدارة الكهربائية.ويطلق عليه التيار الاصطلاحي ويقاس بوحدة الأميتر
- التيار الكهربائي هو كمية الشحنة الكهربائية (Q) التي تعبر مقطعا من الموصل خلال ثانية واحدة ويركز له بالرمز (I)
- يعبر عن التيار الكهربائي رياضيا
التيار الكهربائي = الشحنة الكهربائية / الزمن ، وبالرموز I= Q/t حيث (Q) كمية الشحنة المارة بالموصل، (t) زمن مرور الشحنة الكهربائية داخل الموصل ويقاس بالثواني (s).
- تقاس الشحنة الكهربائية بوحدة كولوم (c) نسبة للعالم شارل كولوم
- يقاس التيار الكهربائي (I) بوحدة الأمبير (A) نسبة للعلم أندريه أمبير وتساوي كولوم/ ثانية (C/s).
أتحقق : أعرف التيار الكهربائي؟
هو كمية الشحنة الكهربائية (Q) التي تعبر مقطعا من الموصل خلال ثانية واحدة ويركز له بالرمز (I)
مثال 1: مدفأة كهربائية يمر بها تيار كهربائي مقداره (6A)، احسب مقدار الشحنة المارة عبر مقطع سلك المدفأة ،إذا شغلت لمدة (20) دقيقة.
الحل :
I= Q/t
6 = Q/(20×60)
Q= 7200C
المقاومة الكهربائية Electric Resistance
- يرمز لها بالرمز (R) وتمثل بالدارات الكهربائية بالرمز
- تقاس بوحدة الأوم (Ω) نسبة للعلم جورج أوم
- كلما زاد مقدار المقاومة الكهربائية قل مقدار التيار الكهربائي عند ثبات فرق الجهد بين طرفي الدارة .
قاون أوم Ohms Law
- توصل العالم جورج أوم تجريبيا إلى أن (التيار الكهربائي المار في موصل فلزي يتناسب طرديا مع فرق الجهد بين طرفيه عند ثبوت درجة حرارته) وهو ما يطلق عليه قانون أوم .
- يعبر عن قانون أوم رياضيا R=ΔV/I
أتحقق: أوضح العلاقة بين مقدار المقاومة الكهربائية ومقدار التيار الكهربائي؟
كلما زاد مقدار المقاومة الكهربائية قل مقدار التيار الكهربائي عند ثبات فرق الجهد بين طرفي الدارة (العلاقة عكسية)
مثال 2: تعمل مروحة كهربائية على فرق جهد مقداره (220V) إذا كان التيار الكهربائي المار فيها يساوي (4A)، فاحسب مقدار المقاومة الكهربائية للمروحة.
الحل:
R=ΔV/I
R= 220/4
R= 55Ω
مثال 3: مصبح كهربائي مكتوب عليه (100Ω, 200V)، احسب مقدار التيار الكهربائي المار فيه في أثناء تشغيله .
الحل:
R=ΔV/I
100= 200/I
I= 2
المفتاح الكهربائي Electric Switch
يتحكم في مرور وإيقاف مرور التيار الكهربائي، فعند غلق المفتاح يسري التيار الكهربائي في الدارة الكهربائية وعند فتح المفتاح تتوقف الدارة الكهربائية
أتحقق: أذكر وظيفة المفتاح الكهربائي في الدارة الكهربائية
يتحكم في مرور وإيقاف مرور التيار الكهربائي، فعند غلق المفتاح يسري التيار الكهربائي في الدارة الكهربائية وعند فتح المفتاح تتوقف الدارة الكهربائية
توصيل المقاومات Resistors Connection
توصل المقاومات الكهربائية بطريقتين هما التوصيل على التوالي Series Connection والتوصيل على التوازي Parallel Connection
- التوصيل على التوالي توصل المقاومات مع بعضها البعض دون تفرعات في الأسلاك الواصلة بينهما أي أن التيار الكهربائي نفسه يسري فيها جميعا بحيث إذا تعطلت إحدى المقاومات تتعطل الأخرى ويكون للمقاومات مفتاح واحد فقط
- التوصيل على التوازي توصل المقاومات مع بعضها البعض حيث تتفرع الأسلاك الواصلة بينهما (تبدأ في نقطة واحدة وتنتهي في نقطة واحدة) أي أن التيار الكهربائي يتوزع بين المقاومات بحيث إذا تعطلت إحدى المقاومات لا تتعطل الأخرى لذلك توضع لكل مقاومة مفتاح خاص بها
أتحقق : أذكر نوعي توصيل المقاومات في الدارات الكهربائية؟
1- التوصيل على التوالي 2- التوصيل على التوازي
| تجربة : توصيل المقاومات على التوالي والتوازي |
|
المواد والأدوات بطارية (1.5v) عدد (2)، أسلاك توصيل،مصباح كهربائي صغير مع قاعدته عدد (4)، مفتاح كهربائي عدد (3)
إرشادات السلامة العامة احذر من استخدام الدارات الكهربائية أو أجزائها في القرب من مصدر المياه
خطوات العمل 1- أركب الدارة الكهربائية الأولى حيث تتصل البطارية مع مصباحين ومع المفتاح الكهربائي على التوالي ، مع بقاء المفتاح، كما في الشكل التالي: 2- أركب الدارة الكهربائية الثانية حيث تتصل البطارية مع مصباحين على التوازي، واصل مع كل مصباح مفتاحا كهربائيا وأبقيه مفتوحا، كما في الشكل التالي: 3- أغلق المفتاح في الدارة الأولى والمفتاحين في الدارة الثانية. 4- ألاحظ إضاءة المصابيح. 5-أقارن بين إضاءة المصابيح في الدارتين: التوصيل على التوالي والتوصيل على التوازي 6- أفتح المفتاح في دارة التواتلي،وألاحظ ما يحدث لإضاءة المصباحين. 7- أعيد غلق المفتاح في دارة التوالي، ومن ثم أفك أحد المصباحين من قاعدته. 8- ألاحظ إضاءة المصباحين. 9- أفتح أحد المفتاحين في دارة التوازي . 10- ألاحظ ما يحدث لإضاءة المصباحين . 11- أقارن بين نتيجة فتح المفاتيح في دارتي التوالي والتوازي .
التحليل والاستنتاج 1- استنتج :أي نوعي التوصيل ينشأ عنه مقدار تيار كهربائي أكبر في المصابيح؟ إضاءة المصباحين على التوازي أكبر من إضاءة المصباحين على التوالي، أي أن التيار في حالة التوازي أكبر من حالة التوالي
2- أفسر انقطاع التيار عن المصباح الثاني، عند فك الأول في حالة التوالي. لأن التيار نفسه يسري في المصباحين فإذا تعطل الأول لا يصل التيار الكهربائي للثاني فلا يضيء.
3- أقارن بين إضاءة المصباح في دارة التوازي، قبل فتح المفتاح وبعده. عند فتح المفتاح لا يسري التيار الكهربائي في المصابيح فلا تضيء، أما عند غلق المفتاح يسري التيار الكهربائي في المصابيح فتضيء، دون أن تتأثر إضاءة المصباح الأول بإضاءة المصباح الثاني عند فتح أو غلق المفتاح. 4- أتوصل إلى تأثير فتح أحد المفاتيح الموصولة بأحد المصابيح على التوازي،في تيار المصباح الآخر. لكل مصباح تياره الكهربائي الذي يسري به ولا يتأثر بالآخر 5- اضبط المتغيرات التي تؤثر في قيم التيار زيادة ونقصانا في كل من التوصيل على التوالي وعلى التوازي. المتغيرات هي تماثل في البطاريات والأسلاك والمصابيح المستخدمة في كل من الدارات الكهربائية. |
