[ناصر اللحياني]

ذكرنا في الدرس الثاني أنه في حالة مرور تيار كهربائي فإن الفرق بين القوة المحركة للمولدة وفرق الجهد هو أن :

القوة المحركة الكهربائية: تمثل الطاقة المكتسبة لوحدة الشحنات الكهربائية من المولد

بينما فرق الجهد : الطاقة المفقودة من وحدة الشحنات الكهربائية بين هاتين النقطتين في الدائرة الكهربائية .

وبمعنى آخر نقول أن القوة المحركة الكهربائية هي مصدر فرق الجهد الكهربائي ،

ولكن هل هما متساويان ؟

للإجابة على هذا السؤال ، لنأخذ دائرة كهربائية بسيطة ، مكونة من بطارية ومقاومة ( مصباح ) كما في الصورة التالية :

يتحرك التيار اصطلاحا من طرف البطارية الموجب إلى طرف البطارية السالب ، وحتى تكتمل دورة التيار فلابد من أن يعبر التيار في البطارية من القطب السالب إلى القطب الموجب ، ليبدأ بعد ذلك دورته من جديد .

وهذا يعني أن التيار داخل المولد ينتقل اصطلاحا من القطب السالب إلى القطب الموجب بعكس حركته في الدائرة الخارجية .

والسؤال الثاني المطروح هنا :

هل حركة التيار عبر البطارية تلقى مقاومة أم لا ؟

الجواب أن التيار يلقى مقاومة بسبب وجود مقاومة داخلية للمولد (م0) ، ففي حالة البطاريات تنشأ المقاومة الداخلية بسبب المركبات الكيميائية ، أما في حالة المولدات فتنشأ بسبب وجود أسلاك في أجزاء المولد المختلفة .

من هنا فإن نستطيع أن نجيب على السؤال الأول فنقول أن القوة المحركة الكهربائية للمولد لا تساوي فرق الجهد ، بل سيكون دائما أكبر من فرق الجهد بين طرفيه .

ويمكننا أستنتاج ذلك رياضيا ،

فمن العلاقة التي توصلنا لها في قانون حفظ الشحنة :

قم = ت × م0 + ت × م

ومن قانون أوم : ت × م = جـ

إذا : قم = جـ + ت × م0 .

قم = ت ( م. + م )

ومن هذه العلاقة نلاحظ أن القوة المحركة للمولد تساوي فرق الجهد بين طرفيه في حالتين فقط هما :

الحالة الأولى : عندما تكون م0 صغيرة جدا بحيث تصبح ت × م 0 = صفر وعندها تصبح قم = جـ .

الحالة الثانية : عندما تكون الدائرة مفتوحة ( لا يمر تيار في الدائرة ) فيصبح ت × م0 = صفر وعندها قم = جـ .


والفلاشات التالية توضح هذه الحالات :
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...Resistance.rar

ونظرا لأن المولدات لا تخلو من مقاومة داخلية فإن الحالة الثانية هي المستخدمة لحساب قيمة القوة المحركة للمولدات , حيث يوصل فولتميتر ذو مقاومة كبيرة جدا بين طرفي المولد , عندها لا يمر تيار في المولد فتصبح قراءة الفولتميتر مساوية للقوة المحركة للمولد .

قياس القوة المحركة والمقاومة الداخلية عمليا

خطوات العمل

1- صل الدائرة كما في الشكل التالي :

2- زد من قيمة المقاومة المتغيرة إلى أعلي قيمة لها .
3- أغلق القاطعة .
4- قلل في قيمة المقاومة المتغيرة حتى تلاحظ مرور تيار في الدائرة , وسجل قراءة المللي أميتر ( ت ) والفولتميتر ( جـ ) مرة أخرى .
5- كرر الخطوة السابقة عدة مرات وسجل النتائج في الجدول التالي .
6- ارسم العلاقة البيانية لفرق الجهد ( قراءة الفولتميتر ) بدلالة شدة التيار ( قراءة المللي أميتر ) .
7- مد المستقيم الذي حصلت عليه حتي يقطع محور جـ .
8- أوجد ميل الخط المستقيم الذي حصلت عليه .

إن مقدار ميل هذا الخط المستقيم يساوي مقدار قيمة المقاومة الداخلية للمولد المستخدم في التجربة .

ومن ليس لديه هذه الأدوات ، يمكنه التحقق من ذلك بإستخدام برنامج :

PhysicsLab

تفضل بتحميله عبر الرابط التالي :

http://www.physicslab.co.uk/index.htm

هذه هي النتائج بإستخدام البرنامج :