مقسّم الجهد: تقاسم المصدر

كيف تلعب مقسّم الجهد

1. اختر اختبارًا واقرأ في البطاقة المصدر والسلسلة.
2. استخدم ⁦V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂)⁩، أو أعد ترتيبها لإيجاد ⁦R₂⁩؛ وفي سلسلة أطول اجمع كل ما تحت العقدة.
3. اكتب توقعك واضغط ابدأ. يرتفع المصدر ويتبع الفولتميتر الخرج.
4. قارن الفولتميتر ورسم الجهد بتوقعك البرتقالي.

مقسّمات الجهد

يمر التيار نفسه في المقاومات الموصولة على التوالي، فالجهد على كل منها ⁦V = I·R⁩: يتوزع المصدر بنسبة المقاومات. أخذ الخرج على المقاومة السفلية يعطي مقسّم جهد، ⁦V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂)⁩، وهو جزء أصغر ومختار من المصدر. وبإعادة الترتيب، ⁦R₂ = R₁·V_out ÷ (V − V_out)⁩، يمكن تصميم مقسّم. ضع حساسًا في السلسلة فيتبع الخرج ما حوله: المقاومة الضوئية ⁦(LDR)⁩ تنخفض إلى نحو ⁦1 kΩ⁩ في الضوء الساطع، فتحت مقاومة ثابتة ينخفض خرجها كلما ازداد الضوء، ومقاومة الثرمستور تتغير مع درجة الحرارة. على طول السلسلة ينخفض الجهد خطيًا مع المقاومة المقطوعة، فجهد أي عقدة هو جهد المصدر مضروبًا في نصيب المقاومة التي تحتها. الفولتميتر المثالي لا يسحب تيارًا، فيقيس دون أن يغيّر التقسيم.

نموذج تعليمي مركّز

المقاومات ثابتة، وكل حساس مقاومة ثابتة في لحظة اختباره؛ والأسلاك مثالية والفولتميتر لا يسحب تيارًا. يرتفع المصدر بانتظام من ⁦0⁩ إلى جهده خلال ⁦2 s⁩ ويبقى ⁦1 s⁩، ويستقر التيار فورًا. المقاومات بوحدة ⁦kΩ⁩، فيخرج التيار ⁦V ÷ R⁩ بوحدة ⁦mA⁩. تتحرك نقاط الإلكترونات بسرعة تتبع التيار، لا بسرعة الانجراف الحقيقية. الإجابات ضمن ⁦2⁩٪ صحيحة.