سوم فصل تشریحی تمرینهای آنها بر مؤثر عوامل و اهمی رساناهای مقاومت - الکتریکی جریان 9( خرداد - )تجربی کنید: کامل مناسب عبارت با را زیر جملههای از یک هر - میشوند. رانده میدان جهت خالف در به موسوم متوسطی سرعت با فلز یک آزاد الکترونهای الکتریکی میدان حضور در الف( میشود. نامیده است نقرهای یا طالیی که چهارم حلقهی ترکیبی مقاومتهای در ب( است. منفی ویژهی مقاومت دمایی ضریب پ( میشوند. متصل هم به طور به کنندهها مصرف همهی منازل سیمکشی در ت( الکترونهای تعداد دقیقه مدت در میکنیم. اعمال ولت 00 پتانسیل اختالف آن سر دو به است 60Ω رسانا یک الکتریکی مقاومت - (e = / 6 0 9 (C بیابید. را رسانا این از شده شارش شکل و دهید شرح دارد. بستگی رسانا جنس به ثابت دمای در اهمی رسانای مقاومت دهد نشان که کنید طراحی آزمایشی زیر وسایل 3 با 3- کنید. رسم را مدار کلید - ولتسنج - آمپرسنج - یکسان و مشخص مقطع سطح و طول با نیکروم و تنگستن جنس از سیمهایی - رابط سیمهای - تغذیه منبع وسایل: 93( دی - )ریاضی 9( خرداد - )ریاضی کنید: کامل را زیر مفهومی نمودار - میکنند استفاده وسیلهای چه از خاموش المپ مقاومت اندازهگیری برای آزمایشگاه در الف( - اندازهگیری آمپرسنج و ولتسنج با را آن از گذرنده جریان و آن سر دو پتانسیل اختالف کرده وصل باتری یک به را المپ اگر ب( آوردیم دست به المپ بودن خاموش هنگام که مقاومتی با آمده دست به مقاومت آوریم دست به اهم قانون از را المپ مقاومت و کنیم دهید. توضیح را علت است. متفاوت 9( دی - )تجربی است B سیم مقاومت برابر چند سیم مقاومت است. B مسی سیم قطر و طول برابر دو مسی سیم قطر و 6 طول 6- باشد )( سیم مقطع مساحت برابر دو )( سیم مقطع مساحت اگر هستند. یکسان دمای و مقاومت طول دارای )( و )( رسانای 7 دو 7- )9 خرداد - )تجربی است )( سیم ویژهی مقاومت برابر چند )( سیم ویژهی مقاومت 9( خرداد - )ریاضی است: شده داده زیر جدول در معین( مدت یک )در یکسان طول با B و رسانای دو به مربوط 8 اطالعات 8- m ( ) مقطع سطح 0 0 ρωm ( ) ویژه مقاومت 0 8 8 0 8 رسانا B کنید. مقایسه یکدیگر با را رسانا دو مقاومت الف( قرار N و M نقطهی دو بین را B رسانای دیگر بار و رسانای بار یک روبهرو شکل مدار در اگر ب( بیشتر حالت کدام در میدهد نشان آمپرسنج که جریانی مقدار کنید مشخص دلیل ذکر با دهیم کنید.( فرض ثابت را )دما است
6 سیم دو مقاومت ثابت دمای در اگر دارند. وجود یکسان مقطع سطح با ثابت دمای در نیکل - کروم آلیاژ و نقره جنس از رسانا سیم 9 دو 9- (½o º ρ= / 9 8Ωm, ú#-#³»o #riã² ρ= 00 8Ωm) چرا دارد بیشتری طول یک کدام باشد برابر هم با 93( خرداد - )ریاضی کنید بیان دلیل ذکر با میدهد. نشان B و رسانای نوع دو برای را I V نمودار روبهرو شکل 00 )9 شهریور - )ریاضی است مناسبتر گرماده سیم عنوان به کدامیک مقاومت شود. نصف آن مقطع شعاع جرم تغییر بدون تا میگذرانیم دستگاهی از را آن است. Ω رسانا سیم یک الکتریکی مقاومت میشود اهم چند آن الکتریکی را معین دمایی ضریب با روشن المپ داخل سیم رشته دمای آن کمک به که کنید طراحی آزمایشی زیر وسایل داشتن اختیار در با 93( شهریور - )ریاضی دهید. توضیح و کنید رسم را مدار شکل کنید. اندازهگیری رابط سیمهای - باتری - المپ - دماسنج - آمپرسنج - ولتسنج - اهممتر وسایل: میشود /0 3Ω برابر دمایی چه در قطعه این مقاومت است. 0Ω برابر 0 0 C دمای در نیکل و کروم آلیاژ از سیمی مقاومت 33 )9 دی - )تجربی ( α=0/ 000K ) کردهایم. استفاده محیط یک دمای اندازهگیری برای است 60Ω برابر 0 0 C دمای در آن پالتین مقاومت که مقاومتی دماسنج یک از است بوده درجه چند محیط دمای باشد 0 3 K برابر پالتین دمایی ضریب اگر است. شده 80Ω پالتین مقاومت حالت این در باشد: 3/ 0 6 m آن مقطع سطح و / m سیم طول اگر است. Ω برابر 93 K دمای در سیم یک الکتریکی مقاومت کنید. محاسبه دما این در را سیم ویژهی مقاومت الف( 9( شهریور - )تجربی ( α 0 3K میشود ( Ω برابر سیم مقاومت دمایی چه در ب( را رسانا این دمایی ضریب است. شکل مطابق دما حسب بر رسانا یک مقاومت تغییرات نمودار 66 9( شهریور - )ریاضی آورید. دست به ( SI) در مقاومت است. شده استفاده متر( / 9 0 3 معادل یا اینچ 0/0 قطر )به 0 نمره مسی سیم از صنعتی کارگاه یک سیمکشی برای 77 ( π= 3, ρ Cu = / 7 0 8 Ωm) است اهم چند سیم این از متر 00 کربنی مقاومتهای رنگی گذاری کد و مقاومتها انواع 9( دی - )ریاضی است اهم چند زیر شکل کربنی مقاومت دهد نشان را 6 عدد آبی رنگ و عدد زرد رنگ عدد قرمز رنگ اگر 88 مقاومت اندازهی که کنید تعیین چنان شکل روی حرفهای ترتیب به را کربنی مقاومت حلقههای رنگ زیر رنگهای کد به توجه با 99 9( خرداد - )ریاضی است درصد چند آن تلرانس باشد. 300 Ω الکتریکی قرمز نارنجی زرد 3
موس لصف: میقتسم نایرج یاهرادم و یکیرتکلا نایرج 66 )ریاضی - مرداد 9( الف( مقاومت ویژهی رسانا را تعریف کنید. 00 ب( اندازهی مقاومت الکتریکی در شکل روبهرو چند اهم است آبی سبز نارنجی 6 3 پ( شکل زیر کدام وسیلهی الکتریکی را نشان میدهد و به چه منظور در مدار الکتریکی استفاده میشود الف( مقاومت قطعهی کربنی زیر 6 0 اهم است. با توجه به کدهای رنگی در جدول زیر رنگ حلقههای a و b را تعیین کنید. )تجربی - خرداد 93( رنگ آبی سبز زرد نارنجی 3 کد 6 ب( شکل زیر دو سیم مسی استوانهای را نشان میدهد. سطح مقطع سیم )( نصف سطح مقطع سیم )( و طول آن دو برابر طول سیم )( است. نسبت مقاومت سیم )( به مقاومت سیم )( چقدر است نیروی محرکهی الکتریکی و مدارها نمودار تغییرات ولتاژ دو سر مولد را بر حسب شدت جریانی که از آن میگذرد به طور کیفی رسم کنید. )تجربی - مرداد 9( در 33 مدار شکل روبهرو ولتسنج V و آمپرسنج / 0 را نشان میدهد. مقاومت درونی مولد را محاسبه کنید. )ریاضی - شهریور 9( دانشآموزی با یک باتری 9 ولتی ولتسنج آمپرسنج مقاومت کربنی و سیمهای رابط مداری مطابق شکل میبندد. )تجربی - شهریور 93( الف( با توجه به جدول کدهای رنگی اندازهی مقاومت چند اهم است رنگ حلقه سیاه قهوهای قرمز زرد آبی 6 کد 0 ب( اگر ولتسنج عدد 8 ولت و آمپرسنج عدد 0/ آمپر را نشان دهد مقاومت درونی باتری چند اهم است 9 مولدی به نیروی محرکهی 6 ولت را به مقاومت R میبندیم جریان 0/ آمپر از آن میگذرد. اگر افت پتانسیل در مقاومت درونی افت پتانسیل در مقاومت R باشد R را بیابید.
پاسخ تمرینهای تشریحی فصل سوم خساپپ پالف( سرعت سوق ب( تلرانس پ( نیمرسانا ت( موازی توجه: اگر مصرف کنندههای خانه متوالی بودند با سوختن یک المپ کل مصرف کنندههای دیگر هم خاموش میشدند! خساپپ پبا اس تفاده از قانون اهم جریان را به دس ت آورده سپس با استفاده از تعریف جریان بار شارش شده از رسانا و تعداد الکترونهای شارش شده را به دست میآوریم: I= V I= 00 = R 60 3 q q I = = q= 00C t 3 0 q = ne n = 00 0 6 0 = /»ot ²H / 9 خساپپ پدر مداری مطابق ش کل قطعهای از سیم تنگستن را بین نقاط و B قرار داده با بستن کلید و با اس تفاده از ولتس نج و آمپرسنج اختالف پتانسیل دو سر س یم و جریانی که از مدار میگذرد را اندازه میگیریم سپس با استفاده از رابطهی V = IR مقاومت قطعه سیم را به دست میآوریم و همین کار را برای سیم نیکروم انجام میدهیم و مقاومت قطعه سیم را تعیین میکنیم. با مقایسهی دو مقاومت متفاوت به دست آمده نتیجه میگیریم که مقاومت رسانا در دمای ثابت به جنس رسانا بستگی دارد. خساپپ پالف( مستقیم ب( سطح مقطع پ( مقاومت ویژه خساپپ پالف( اهم متر ب( با برقراری جریان رش تهی فلزی المپ ملتهب ش ده و دمای آن باال رفته و از خود نور گس یل میکند. باال رفتن دمای رشتهی فلزی سبب میگردد مقاومت الکتریکی آن نس بت به حالتی که المپ خاموش اس ت افزایش یابد به همین علت عددی که از قانون اهم به دس ت میآید از عددی که اهم متر برای المپ خاموش نشان میدهد بیشتر است. خساپپ پقطر سیم دو برابر قطر سیم B است. از اینرو: D = DB = B با توجه به رابطهی ساختمانی مقاومت خواهیم داشت: l l R =ρ u ù  # Ãv U# À#oM#Hn# ÃÎoŠ R lbb RB = = = R l = R B RB lb lbb B =ρu B B خساپپ پرابطهی ساختمانی مقاومت را در دو حالت نوشته و بر هم تقسیم میکنیم: l R =ρ R= R, = l l ρ ρ l =ρ ρ = ρ ρ = l l R = =ρ خساپپ پالف( با توجه به رابطهی ساختمانی مقاومت اهمی: ρ l R 8 R = = = RB= R RB l 8 8 ρ RB B B = I ) چون مقاومت B کمتر است جریان آن بیشتر است. V ب( با توجه به قانون اهم ) R
76 نایرج یکیرتکلا و یاهرادم نایرج میقتسم لصف: موس میدهیم: قرار برابر را آنها مقاومت مسأله فرض پطبق l½o º lriã² ½o º = riã² R = R ρ =ρ 9 8l = 00 8 ½o º riã² ½o º riã² / ½o º lriã² ½o º riã² l½o º 00 8 = است. بیشتر نقره سیم طول l 9 8 riã² / خساپپ توجه با و است بیشتر مقاومت جریان از B مقاومت جریان معین ولتاژ یک در شکل به توجه پبا گرماده س یم برای B رس انای و اس ت بیشتر ثابت ولتاژ در B مقاومت گرمادهی توان P = VI رابطهی ب ه است. مناسبتر آن مقطع سطح میشود نصف سیم شعاع پوقتی میشود. برابر آن طول حجم بودن ثابت به توجه با و شده برابر B V= m = l = l l= l l= l ρ SMIY l ρ R l R = = = R = 80Ω R l l ρ به و ( R ) میگیریم اندازه را خاموش المپ داخل س یم رش ته الکتریکی مقاومت اهممتر کمک پبه آمپرسنج و ولتسنج با و کرده ایجاد را مداری شکل مطابق سپس میکنیم تعیین را ( (θ اتاق دمای دماسنج کمک دست به حالت این در را مقاومت اهم قانون کمک به و میکنیم اندازهگیری را الکتریکی مقاومت سر دو جریان و ولتاژ میکنیم. حساب را ( (θ روشن المپ سیم رشته دمای =R )R +α θ) رابطهی از و میآوریم داشت: خواهیم مقاومت دمایی رابطهی کمک پبه R = R ( +α θ) 0/ 3= 0 ( + 0 θ) 0/ 3= 0+ 3 θ 3 = 3 θ θ = 80 0 C θ=θ θ =θ 0= 80 θ = 00 0 C= 373K R= R T 3 0( +α ) 80= 60 ( + θ) 9 = + 0 3 θ = 3 θ θ = 000 0 C 8 8 3 θ θ = 000 θ 000 0= θ = / 0 C 3 3 داشت: خواهیم مقاومت دمایی رابطهی به توجه پبا میآوریم: دست به را ویژه مقاومت مقاومت ساختمانی رابطهی کمک به پالف( R=ρ l =ρ / ρ= 6/ 8 Ωm 3/ 6 مقاومت: دمایی رابطهی به توجه با ب( R= R0( +α T) = ( + 3 T) T= 00K T T= 00 T 93 = 00 T= 093K R R R= R 0 0 0 K 0α θ α= α= α= R0 θ 0 000 مقاومت: دمایی رابطهی به توجه پبا B
77 D (/ 9 3) =π = 3 = / 03 6m R=ρ l R= / 7 8 00 R= / 69Ω / 03 6 میآوریم: دست به را سیم مقطع مساحت پابتدا نوشت: میتوان مقاومت ساختمانی رابطهی کمک به R = ab 0c R = 6 0 Ω پ = jnp R B 0C 3 0 = = B = Â\ºnIº C = q o رنگها: خواندن قاعدهی به توجه پبا است. مقاومت این تلرانس % دهندهی نشان طالیی رنگ ب( است. فلز آن از مربع متر یک مقطع سطح و متر یک طول به قطعهای مقاومت فلز هر ویژهی مقاومت رسانا: ویژهی مقاومت پالف( R = ab 0c R = 6000Ω الکتریکی جریان کنترل و تنظیم برای - رئوستا پ( R = xy 0 z آورد: دست به صورت این به میتوان را مقاومت مقدار مقاومت در پالف( b a 6 0 qlw b jnp ÂM a l l R =ρ ρ=ρ R = = l R l R =ρ است. مقاومت تلرانس دهندهی نشان نیز طالیی رنگ میکنیم: تقسیم هم بر و نوشته مقاومت دو برای را مقاومت ساختمانی رابطهی ب( است: روبهرو شکل مطابق مولد سر دو برای V-I پنمودار V =ε Ir ثابت شیب مبدأ از عرض V =ε Ir = / 0 / r r = Ω نوشت: میتوان مسأله دادههای به توجه پبا a ÁH½¼ b 6 6 00 ÂM = 6 Ω c ½IÃw 0 میآید: دست به ab 0c رابطهی از کربنی مقاومت عدد پالف( V =ε ri 8= 9 0 / r r = r = Ω میآید: دست به روبهرو رابطهی از باتری سر دو مقاومت ب(