التيار والشحنة
- التيار
- I = ΔQ / Δt
- الشحنة
- Q = ne
I التيارQ الشحنةn عدد الشحناتe الشحنة الأولية
قوانين الكهرباء والموجات
أهم قوانين الدوائر والمجالات والموجات في ورقة فيزياء واحدة: التيار والمقاومة، ودوائر التوالي والتوازي، والمكثفات، والمجالات الكهربائية، والمغناطيسية، والموجات، والضوء والعدسات، مع تسمية الرموز.
آخر تحديث
أهم قوانين الدوائر والمجالات والموجات في صفحة واحدة: الكهرباء والمغناطيسية والموجات في AP Physics 2 وفيزياء A level. تحت كل قانون أسماء رموزه وشروطه، وتنتهي الورقة بالثوابت. والقوانين التي لها حاسبة مرتبطة بها، لتجرّب قيمك أنت. انتقل إلى وضع الاختبار لتخفي القوانين وتختبر نفسك، أو اطبع الورقة كاملة.
التيار والمقاومة
قانون أوم
- V = IR
- المقاومة النوعية
- R = ρL / A
V فرق الجهدR المقاومةρ المقاومة النوعيةL الطولA مساحة المقطع العرضي
القدرة والطاقة الكهربائية
- القدرة الكهربائية
- P = IV = I²R = V² / R
- الطاقة المنقولة
- E = Pt = IVt
P القدرةt الزمن
القوة الدافعة الكهربائية والمقاومة الداخلية
- ε = I(R + r)
- فرق الجهد بين القطبين
- V = ε − Ir
ε القوة الدافعة الكهربائيةr المقاومة الداخلية
الدوائر الكهربائية
المقاومات على التوالي
- المقاومة الكلية
- R_T = R₁ + R₂ + …
- التيار
- I_T = I₁ = I₂ = …
- فرق الجهد
- V_T = V₁ + V₂ + …
المقاومات على التوازي
- المقاومة الكلية
- 1 / R_T = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …
- مقاومتان
- R_T = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
- التيار
- I_T = I₁ + I₂ + …
- فرق الجهد
- V_T = V₁ = V₂ = …
قانونا كيرشوف
- قاعدة نقطة التفرع
- ΣI_in = ΣI_out
- قاعدة المسار المغلق
- ΣΔV = 0
المكثفات
- السعة الكهربائية
- C = Q / V
- الطاقة المختزنة
- U = ½QV = ½CV²
- على التوازي
- C_T = C₁ + C₂ + …
- على التوالي
- 1 / C_T = 1 / C₁ + 1 / C₂ + …
- الثابت الزمني
- τ = RC
C السعة الكهربائيةQ الشحنة
المجالات الكهربائية
قانون كولوم
- F = k|q₁q₂| / r²
- ثابت كولوم
- k = 1 / (4πε₀)
q₁, q₂ الشحناتr المسافة
المجال الكهربائي
- E = F / q
- شحنة نقطية
- E = k|q| / r²
- بين لوحين متوازيين
- E = V / d
E شدة المجال الكهربائيq الشحنةd المسافة بين اللوحين
الجهد الكهربائي
- شحنة نقطية
- V = kq / r
- طاقة الوضع الكهربائية
- U = qV
- التغير في طاقة الوضع
- ΔU = qΔV
V الجهد الكهربائيq الشحنةU طاقة الوضع
المغناطيسية
القوة المغناطيسية
- على شحنة متحركة
- F = |q|vB sin θ
- على سلك يحمل تيارًا
- F = BIL sin θ
B المجال المغناطيسيθ الزاوية مع المجال
المجال المغناطيسي لسلك طويل
- B = μ₀I / (2πr)
μ₀ نفاذية الفراغr البعد عن السلك
الحث الكهرومغناطيسي
- التدفق المغناطيسي
- Φ = BA cos θ
- قانون فاراداي
- ε = −N ΔΦ / Δt
- ساق تتحرك عبر مجال
- ε = BLv
Φ التدفق المغناطيسيθ الزاوية بين المجال والعمودي على المساحةN عدد اللفاتL الطولv السرعة
الموجات والبصريات
معادلة الموجة
- سرعة الموجة
- v = fλ
- الزمن الدوري
- T = 1 / f
f الترددλ الطول الموجيA السعة
الضوء والفوتونات
- سرعة الضوء
- c = fλ
- طاقة الفوتون
- E = hf = hc / λ
في الفراغ: λ هو الطول الموجي في الفراغ.
h ثابت بلانك
الانكسار
- معامل الانكسار
- n = c / v
- قانون سنل
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- الزاوية الحرجة
- sin θ_c = n₂ / n₁
تُقاس الزوايا من العمودي. ولا توجد زاوية حرجة إلا إذا كان n₁ > n₂.
n معامل الانكسارθ₁, θ₂ الزاويتان مقيستان من العمودي
العدسات والمرايا
- العدسة الرقيقة
- 1 / f = 1 / d_o + 1 / d_i
- التكبير
- M = h_i / h_o = −d_i / d_o
f البعد البؤريdₒ بعد الجسمdᵢ بعد الصورةhₒ, hᵢ طولا الجسم والصورة
التداخل في الشق المزدوج
- الأهداب المضيئة
- d sin θ = mλ
- المسافة بين الأهداب
- Δy = λL / d
المسافة بين الأهداب: للزوايا الصغيرة، والشاشة بعيدة عن الشقين.
d المسافة بين الشقينm رتبة الهدبL البعد عن الشاشة
الثوابت
الثوابت
- الشحنة الأولية
- e = 1.60 × 10⁻¹⁹ C
- ثابت كولوم
- k = 8.99 × 10⁹ N m²/C²
- سماحية الفراغ
- ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C²/(N m²)
- سرعة الضوء
- c = 3.00 × 10⁸ m/s
- ثابت بلانك
- h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s
- نفاذية الفراغ
- μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T m/A
توالٍ أم توازٍ
معظم أسئلة الدوائر ترجع إلى قاعدتين. على التوالي، أي عنصر بعد آخر، يمر في كل عنصر التيار نفسه، ومجموع فروق الجهد يساوي جهد البطارية. وعلى التوازي، أي جنبًا إلى جنب، لكل فرع فرق الجهد نفسه، ومجموع التيارات يساوي التيار الكلي.
ولهذا تُجمع المقاومات على التوالي وتصغر على التوازي. مقاومتان قيمة كل منهما 6 Ω على التوالي تعطيان 12 Ω؛ والمقاومتان نفسهما على التوازي تعطيان 3 Ω، لأن للتيار الآن مسارين بدل مسار واحد. وكثير من الدوائر التي تجمع النوعين تُحل من الداخل إلى الخارج: استبدل كل مجموعة متوازية بمقاومتها المكافئة الواحدة، ثم اجمع المقاومات الموصولة على التوالي. أما الدائرة التي لا يمكن تفكيكها بهذه الطريقة، مثل دائرة القنطرة، فتحتاج إلى قانوني كيرشوف.
أي قانون للقدرة تستخدم
P = IV وP = I²R وP = V² / R قانون واحد، عُوّض فيه V = IR للتخلص من الكمية التي لا تعرفها. استخدم القانون الذي لا يحتاج إلا إلى ما لديك. مصباح 60 W على مصدر 230 V يسحب I = 60 / 230، أي نحو 0.26 A، ومقاومته R = 230² / 60، أي نحو 880 Ω. وحاسبة قانون أوم تحل الكميات الأربع لأي قيمة تتركها فارغة.
والطاقة التي يستهلكها الجهاز تساوي قدرته مضروبة في زمن تشغيله، E = Pt. بالجول يكون الزمن بالثواني؛ أما في فاتورة الكهرباء فالقدرة بالكيلوواط والزمن بالساعات، فينتج الكيلوواط ساعة.
القوانين نفسها برموز أخرى
تكتب AP Physics 2 فرق الجهد ΔV، حيث تكتب هذه الورقة وA level الرمز V، وتكتب قانون كولوم مع 1 / (4πε₀) بدلًا من k: والورقة تعطي الاثنين، لأنهما العدد نفسه. وتكتب A level معادلة العدسة الرقيقة على الصورة 1 / f = 1 / u + 1 / v، حيث u وv بُعدا الجسم والصورة؛ أما هذه الورقة فتُبقي d_o وd_i حتى يبقى v رمزًا للسرعة.
إلى أين بعد ذلك
حاسبة الطول الموجي تحل معادلة الموجة وطاقة الفوتون لأي قيمة تتركها فارغة، وحاسبات الفيزياء الأخرى تعرض كل خطوة. وللحركة والقوى والطاقة، ورقة قوانين الميكانيكا هي النصف الآخر من المقرر.
أسئلة متكررة
ما قانون أوم؟
V = IR: فرق الجهد بين طرفي المقاومة يساوي التيار المار فيها مضروبًا في مقاومتها. بطارية 6 V موصولة بمقاومة 3 Ω تمرّر تيارًا قدره 2 A. والقانون يصح للمقاومات عند درجة حرارة ثابتة؛ أما مصباح الفتيل أو الدايود فلا يتبعه.
كيف تجمع المقاومات على التوازي؟
اجمع المقلوبات: 1/R_T = 1/R₁ + 1/R₂. ولمقاومتين يصبح ذلك R_T = R₁R₂ / (R₁ + R₂)، فمقاومتا 6 Ω و3 Ω على التوازي تعطيان 2 Ω. والمقاومة الكلية دائمًا أصغر من أصغر مقاومة، لأن كل فرع يضيف مسارًا آخر للتيار.
ما الفرق بين القوة الدافعة الكهربائية وفرق الجهد؟
القوة الدافعة الكهربائية ε هي الطاقة التي تعطيها البطارية لكل كولوم من الشحنة. وعندما تمدّ البطارية الدائرة بتيار، يكون فرق الجهد بين قطبيها أقل منها، لأن جزءًا من الطاقة يُستهلك داخل البطارية: V = ε − Ir، حيث r مقاومتها الداخلية.
ما العلاقة بين الطول الموجي والتردد؟
سرعة الموجة تساوي ترددها مضروبًا في طولها الموجي، v = fλ. وسرعة الضوء في الفراغ هي c، فالضوء الأخضر الذي طوله الموجي 500 nm تردده 3.00 × 10⁸ / 5.00 × 10⁻⁷ = 6.0 × 10¹⁴ Hz. والتردد الأعلى يعني دائمًا طولًا موجيًا أقصر عند السرعة نفسها.
هل تغطي هذه الورقة AP Physics 2؟
تغطي أهم قوانين الكهرباء والمغناطيسية والموجات والبصريات في AP Physics 2، لا الديناميكا الحرارية ولا الفيزياء الحديثة. وفي الامتحان يعطيك الـ College Board ورقة معادلاته الخاصة، فتدرّب عليها واستخدم هذه الورقة مكمّلًا مجانيًا.
تريد تجربتها على أرقامك؟
حاسبة قانون أوم افتح الحاسبة