العوامل التي تؤثّر على شدّة التيّار في الدائرة الكهربائية

العوامل التي تؤثّر على شدّة التيّار في الدائرة الكهربائية

المهارات: بحث وحلّ مشاكل (عزل متغيّرات، فرضية، تخطيط تجربة).

السؤال الموجّه للدروس السادس- التاسع: كيف يمكن تغيير شدّة التيّار في الدائرة؟

في الدرس السادس نتحدّث عن مصطلح التوصيل ونُجري سلسلة تجارب لفحص تأثير العوامل: نوع المادّة وطول الموصل وسُمك الموصل على شدّة التيّار.

في الدرس السابع نتحدّث عن العلاقة بين التوصيل والمقاومة، ونرى أنّ هناك علاقة عكسية بينهما.

في الدرس الثامن نتحدّث عن الفرق بين ترتيب مركِّبات الدائرة الكهربائية على التوالي وعلى التوازي وعن تأثير الإمكانيات المختلفة على شدّة التيّار.

في الدرس التاسع نتحدّث عن تأثير قوّة المصدر على شدّة التيّار.

أسئلة التقييم للدروس السادس- التاسع: الأسئلة 23-41.

الدرس السادس- العلاقة بين التوصيل الكهربائي وشدّة التيّار

الهدف: الربط بين التوصيل الكهربائي وحركة الشحنات (التيّار) وشدّة التيّار.

(ملاحظة: نتطرّق في هذه المرحلة فقط إلى مصطلح التوصيل. سنتحدّث عن العلاقة بين التوصيل والمقاومة بشكلّ خاصّ في الدس التالي.)

اقتراح لمجرى الدرس:

·      نقاش "عصف ذهني" في السؤال الموجّه- كيف يمكن التأثير على شدّة التيّار؟

أسئلة موجّهة ممكنة:

• لاحظنا في الدروس السابقة أنّ هناك تأثيرًا لعدد البطّاريات على شدّة التيّار. ما هي العوامل الأخرى التي يمكنها أن تؤثّر على شدّة التيّار؟
• ما هي وظيفة المركِّبات المختلفة في الدائرة الكهربائية؟ كيف يمكن أن يؤثّر كلّ واحد منها على شدّة التيّار؟
• تذكّروا التماثل مع تيّار السيّارات التي تسافر في الشارع، وفكّروا ما الذي يمكنه أن يؤثّر على زيادة أو قلّة حركة السيّارات (عدد السيّارات في فترة زمنية محدّدة).
• أمثلة لإجابات ممكنة للتماثل مع تيّار السيّارات:

كيف يمكن زيادة عدد السيّارات التي تمرّ في نقطة معيّنة في وحدة زمن؟

أ. بواسطة توسيع الشارع.

ب. بواسطة تعبيد الشارع لغرض تحسينه.

ج. بواسطة رفع السرعة المسموح بها.

د. بواسطة شقّ شوارع أخرى موازية.

كيف يمكن تقليص عدد السيّارات التي تمرّ في نقطة معيّنة في وحدة زمن؟

أ. في الطريق الترابية أو الملتوية يكون تيّار السيّارات أقلّ بالمقارنة مع الطريق المعبّدة.

• تذكير بمصطلح المادّة الموصلة بالمقارنة مع المادّة العازلة- إذا لم يتمرّس الطلاّب في المدرسة الابتدائية ببحث الدوائر الكهربائية مع أنواع مختلفة من الموادّ الموصلة والموادّ العازلة، يحبّذ القيام بذلك في هذه المرحلة وفحص التوصيل كصفة مزدوجة أوّلاً وقبل كلّ شيء: مادّة موصلة مقابل مادّة عازلة. نصنّف موادّ مختلفة إلى موادّ موصلة مقابل موادّ عازلة. من الجدير التشديد على أنّ الدائرة الكهربائية، التي جزء منها مادّة عازلة، هي دائرة كهربائية مفتوحة ولا يمرّ فيها تيّار كهربائي.
• الآن نفحص التوصيل كصفة نسبية: توجد أجسام موصلة لكنّها ليست موصلة بنفس المدى. يمكن الربط بين التوصيل والمقاومة في هذه المرحلة والمقارنة بين الموادّ التي مقاومتها كبيرة والشارع المشوّش أو الملتوي.
• فعالية تدمج مهارات البحث العلمي (يمكن الاستعانة بنماذج التدريس الملائمة- انظروا الرابط): يعزل الطلاّب العوامل التي يمكنها التأثير على التيّار (نوع المادّة التي صُنع منها الموصل وطول الموصل وسُمك الموصل)، ويصوغون فرضية للعلاقة بين العامل المؤثّر والعامل المتأثّر (شدّة التيّار)، ويخطّطون تجربة أو يُجرون تجربة يقترحها المعلّم لفحص تأثير كلّ عامل، ويوثّقون النتائج ويتحدّثون عنها. (يمكن العمل في مجموعات أو في "محطّات" لتوفير الوقت.)
• سلسلة تجارب لفحص الأسئلة: كيف تؤثّر صفات الموصل على شدّة التيّار؟ ما هو الموصل الجيّد؟ ما هي العوامل التي تؤثّر على شدّة التيّار؟ (انظروا اقتراحًا لفعالية بحث مع التشديد على عزل المتغيّرات في موقع موتنت (WU8).

1.      تأثير نوع المادّة: على سبيل المثال، "فصول في الكهرباء والكيمياء" صفحة 57-59  هل تمرّر جميع الموصلات تيّارًا كهربائيًا بمدًى متساوٍ؟

2.      تأثير طول الموصل: على سبيل المثال، "من العناصر إلى المركَّبات" صفحة 34، العمل 11- كيف يمكن تغيير تيّار الإلكترونات؟

3.      تأثير سُمك الموصل على شدّة التيّار. انظروا اقتراحًا لفعالية في موقع موتنت (A9).

• يقترح الطلاّب ويخطّطون تجارب أخرى لفحص المميّزات التي تؤثّر على شدّة التيّار الكهربائي، ويستنتجون استنتاجات عن العوامل التي تؤثّر على التوصيل الكهربائي.

•  نُجمل العوامل التي تؤثّر على شدّة التيّار: نوع المادّة وطول الموصل وسُمك الموصل. يمكن القيام بذلك بواسطة الجدول التالي (سنتحدّث عن العلاقة مع المقاومة في الدرس التالي):

العوامل التي تؤثّر على شدّة التيّار الكهربائي بالمقارنة مع تيّار السيّارات

تيّار السيّارات	التيّار الكهربائي	التأثير على التيّار	العلاقة مع المقاومة
المادّة المصنوع منها الشارع طابع الطريق (مشوّشة/ ملتوية/ مريحة)	نوع المادّة المصنوع منها الموصل	يزداد التيّار كلّما كان التوصيل أعلى	التوصيل العالي يرتبط بمقاومة منخفضة
طول الشارع	طول الموصل	يزداد التيّار عندما يكون الموصل أقصر	الموصل القصير هو ذو مقاومة أصغر
عرض الشارع	سُمك الموصل (مساحة المقطع)	يزداد التيّار عندما يكون الموصل أكثر سُمكًا	الموصل السميك هو ذو مقاومة أصغر

توسّع: تشخيص الموادّ الموصلة للكهرباء والعازلة للكهرباء في الأجهزة المختلفة (مثلاً في الإبريق الكهربائي) ونقاش حول الحاجة التي تخدمها الموادّ العازلة من جهة والموادّ الموصلة من جهة أخرى.