اختبار المصهر: قانون أوم عند حدوده

كيف تلعب اختبار المصهر

1. اختر اختبارًا واقرأ في البطاقة المصدر والحمل والمصهر.
2. استخدم ⁦I = V ÷ R⁩ أو ⁦R = V ÷ I⁩ أو ⁦V = I·R⁩؛ وللحد اجعل التيار مساويًا تمامًا للقيمة المقننة للمصهر.
3. اكتب توقعك واضغط ابدأ. يرتفع المصدر، ويسخن المصهر، ثم يصمد أو ينصهر.
4. قارن الأميتر والمصهر والرسم البياني بتوقعك البرتقالي.

قانون أوم والمصاهر

يخبرنا قانون أوم، ⁦I = V ÷ R⁩، بمقدار التيار الذي يُمرّره جهد في مقاومة، وهذا التيار يسخّن كل سلك يمر فيه. المصهر سلك رفيع يوضع في الدارة عمدًا: حين يبلغ التيار قيمته المقننة ينصهر ويقطع الدارة قبل أن تسخن التمديدات أكثر من اللازم. لهذا يضع المصهر حدودًا. على مصدر ⁦12 V⁩ لا يسمح مصهر ⁦2 A⁩ بأي مقاومة أقل من ⁦6 Ω⁩، والمقاومة التي تتحمل ⁦0.1 A⁩ تتحمل على الأكثر ⁦0.1 × 47 = 4.7 V⁩. كلما صغرت المقاومة كبر التيار: صِل قطبي بطارية بسلك سميك فلا يعوق التيار إلا مقاومتها الداخلية الصغيرة، فقد تمر مئات الأمبيرات. المصهر يحمي التمديدات لا الناس: عبر الجلد المبلل تُمرّر ⁦230 V⁩ بضع مئات من الميلي أمبيرات، وهذا قليل جدًا على صهر مصهر ⁦13 A⁩ لكنه يكفي لإيقاف القلب؛ ولهذا تحتوي البيوت أيضًا على قواطع التيار المتبقي.

نموذج تعليمي مركّز

كل المقاومات ثابتة، والأسلاك والأميتر مثالية، ولا تُحسب المقاومة الداخلية للبطارية إلا حيث تُعطى. يرتفع المصدر بانتظام من ⁦0⁩ إلى جهده خلال ⁦2 s⁩؛ وينصهر المصهر في اللحظة نفسها التي يبلغ فيها التيار قيمته المقننة (التيار الذي يزيد عليها حتى ⁦0.05⁩٪ يُعد صمودًا)، والمصهر الذي يصمد يُراقب ⁦1 s⁩ أخرى. المصاهر الحقيقية تتأخر قليلًا في الانصهار وتتحمل حملًا زائدًا صغيرًا لبعض الوقت. هذه قيم تعليمية لا حدود أمان: لا تُجرِ أبدًا تجارب على كهرباء الشبكة أو على الجلد. تتحرك نقاط الإلكترونات بسرعة تتبع التيار، لا بسرعة الانجراف الحقيقية. الإجابات ضمن ⁦2⁩٪ صحيحة؛ والحد يجب أن يصمد بهامش لا يزيد على ⁦2⁩٪.