تمارين بكالوريا حول الظواهر الكهربائية

تمرين فيزياء حول الظواهر الكهربائية بكالوريا 2022 شعبة علوم تجريبية مع الحل:

ملاحظة: يوجد التمرين بصيغة الـ PDF كذلك

الجزء الثاني: (07 نقاط)

التمرين التجريبي:

في حصة عمل مخبري طلب أستاذ من تلامذته تحديد طبيعة ومميزات ثنائيات أقطاب مجهولة D₁ ، D₂ و D₃، وأكد لهم أنها تمثل مكثفة سعتها (C)، وشيعة ذاتيتها (L) و مقاومتها الداخلية (r)، و ناقل أومي مقاومته (R). من أجل هذا تم تركيب الدارة الكهربائية الموضحة في الشكل (4):

والمتكونة من:

ـ مولد مثالي للتوتر قوته المحركة الكهربائية E = 4 V

ـ ناقل أومي مقاومته R = 8 Ω

ـ جهاز أمبيرمتر

ـ قاطعة K

قام الأستاذ بتفويج التلاميذ إلى ثلاث مجموعات، وكلفهم بإنجاز المهمات الآتية:

المجموعة الأولى: كُلّفت بتحديد طبيعة كل ثنائي قطب، بأخذ في كل مرة أحد الثنائيات D₁ ، D₁ و D₃ وربطه بَيْن النقطتين M و N ، ثم قراءة شدة التيار الكهربائي المار في الدارة على جهاز الأمبيرمتر، بعد غلق القاطعة K في لحظة نختارها مبدأ للأزمنة (t = 0)، فكانت نتائج القياسات كما في الجدول الآتي:

D3	D2	D1	ثنائي القطب
0,25	0,00	0,50	اللحظة t = 0	شدة التيار i(A)
0,25	0,25	0,00	بعد مدة كافية (نظام دائم)

1 ـ من النتائج المتحصل عليها في الجدول، حدّد طبيعة كل ثنائي قطب مع التعليل؟

2 ـ بتطبيق قانون أوم وقانون جمع التوترات. جد قيمة مقاومة الناقل الأومي R  والمقاومة الداخلية r للوشيعة؟

المجموعة الثانية: كُلّفت بتحديد قيمة سعة المكثفة C، فتم ربطها بين النقطتين M و N.

عند اللحظة t = 0، أغلق أحد التلاميذ القاطعة K. بواسطة برنامج معلوماتي مناسب، تم رسم المنحنى المُمثل لتغيرات (- di/dt) بدلالة شدة التيار الكهربائي (i) (الشكل5).

1 ـ بتطبيق قانون جمع التوترات. بيّن أن المعادلة التفاضلية التي تحققها شدة التيار المار في الدارة تكتب على الشكل:

$$A\frac{di(t)}{dt}+i(t)=0$$

حيث A ثابت يُطلب تحديد عبارته الحرفية بدلالة مميزات الدارة، وبين باعتماد التحليل البعدي أن له بعدا زمنيا.

2 ـ بالاعتماد على المنحنى البياني جد قيمة:

2 ـ 1 ـ شدة التيار الكهربائي الأعظمية المار في الدارة I₀ ؟

2 ـ 2 ـ ثابت الزمن τ المُميز للدارة ؟

3 ـ استنتج قيمة سعة المكثفة C ؟

المجموعة الثالثة: كُلّفت بتحديد المقادير المُميزة للوشيعة(L , r) ، فتم ربطها بين النقطتين M و N.

عند اللحظةt = 0 ، أغلق أحد التلاميذ القاطعة K، بواسطة راسم اهتزاز ذو ذاكرة تم مُعاينة التوتر u_b بين طرفي الوشيعة u_b = g(t) الشكل (6)

1 ـ أرسم مخطط الدارة الكهربائية الموافقة وبين عليها:

1 ـ 1 ـ الجهة الاصطلاحية لمرور التيار الكهربائي (i) ؟

1 ـ 2 ـ سهم التوترين الكهربائيين u_b ، u_Ro ؟

1 ـ 3 ـ مدخل راسم اهتزاز ذو ذاكرة لمعاينة u_b(t) ؟

2 ـ بالاعتماد على المنحنى البياني جد قيمة ثابت الزمن المميز للدارة ثم استنتج ذاتية الوشيعة L ؟

التمرين بصيغة الـ PDF

تمرين فيزياء حول الظواهر الكهربائية بكالوريا 2021 شعبة علوم تجريبية مع الحل:

ملاحظة: يوجد التمرين بصيغة الـ PDF كذلك

التمرين الأول: (06 نقاط)

لأجل تحديد مميزات بعض العناصر الكهربائية، نحقق التركيب التجريبي المبين في الشكل 1 

المؤلف من:

ـ مولد مثالي للتوتر الكهربائي قوته المحركة E،

ـ ناقلان أوميان مقاومتيهما R₁ = 10⁴ Ω و R2 = 52 Ω،

- مكثفة غير مشحونة سعتها C؛

ـ وشيعة ذاتيتها L ومقاومتها r ؛

ـ بادلة.

1 ـ في اللحظة t = 0 نضع البادلة في الوضع (1)، ونتابع تطور شحنة المكثفة q(t) بدلالة الزمن فنتحصل على البيان الممثل بالشكل2.

1 ـ 1 ـ ماهي الظاهرة الكهربائية التي تحدث للمكثفة؟

1 ـ 2 ـ جد المعادلة التفاضلية التي تحققها شحنة المكثفة q(t) ، واكتبها على الشكل 

$$A\frac{dq(t)}{dt}+q(t)=B$$

حيث A و B ثابتين يُطلب تحديد عبارتيهما.

1 ـ 3 ـ ما هو المدلول الفيزيائي لكل من A و B ؟

1 ـ 4 ـ استنتج قيمة كل من سعة المكثفة C ، والقوة المحركة للمولد E.

2 ـ نضع الآن البادلة في الوضع (2) في لحظة نعتبرها مبدأ للأزمنة، وباستعمال راسم اهتزاز ذو ذاكرة تحصلنا على المنحنى البياني الممثل لتطور شدة التيار المار في الدارة i = f(t) المبين في الشكل 3.

2 ـ 1 ـ أعد رسم الدارة (الشكل 1) موضحا عليها كيفية ربط راسم الاهتزاز للحصول على منحني الشكل 3.

2 ـ 2 ـ جد المعادلة التفاضلية لتطور شدة التيار i(t) المار في الدارة.

2 ـ 3 ـ حل المعادلة التفاضلية السابقة هو: i(t) = a(1 – e^-t/τ) حيث a و τ ثابتين يُطلب تعيين عبارتيهما؟

2 ـ 4 ـ حدّد بيانيا قيمة كل من a و τ؟

2 ـ 5 ـ استنتج قيمة كل من ذاتية الوشيعة L ومقاومتها r ؟

تمرين فيزياء حول الظواهر الكهربائية بكالوريا 2021 شعبة رياضيات، تقني رياضي مع الحل:

تمرين فيزياء حول الظواهر الكهربائية بكالوريا 2020 شعبة علوم تجريبية مع الحل:

تمرين فيزياء حول (الظواهر الكهربائية) بكالوريا 2020 شعبة علوم تجريبية مع الحل:

تمرين فيزياء حول الظواهر الكهربائية بكالوريا 2019 شعبة علوم تجريبية مع الحل:

تمرين فيزياء حول الظواهر الكهربائية بكالوريا 2018 شعبة علوم تجريبية مع الحل:

تمرين فيزياء حول الظواهر الكهربائية بكالوريا 2017 شعبة علوم تجريبية مع الحل:

تمرين فيزياء حول (الظواهر الكهربائية) بكالوريا 2017 شعبة علوم تجريبية مع الحل:

اقرأ تمارين بكالوريا حول التحولات النووية

اقرأ تمارين بكالوريا حول تطور جملة ميكانيكية

اقرأ تمارين بكالوريا حول تطور جملة كيميائية نحو حالة التوازن