عند توصيل عدة مقاومات على التوالي في دارة كهربائية، فإن التيار المار في كل منها يكون:
نفسه في جميع المقاومات
معدومًا في بعضها
مختلفًا من مقاومة لأخرى
يعتمد على قيمة كل مقاومة على حدة فقط
عند توصيل ثلاث مقاومات R1 وR2 وR3 على التوالي، فإن فرق الجهد الكلي بين طرفي المجموعة يساوي:
مجموع فروق الجهد بين أطراف كل مقاومة على حدة
صفرًا دائمًا
متوسط فروق الجهد الثلاثة
أكبر فرق جهد بين طرفي إحدى المقاومات فقط
المقاومة المكافئة لعدة مقاومات موصولة على التوالي تُحسب من العلاقة:
Req = R1×R2×R3
Req = (R1+R2+R3)/3
Req = R1 + R2 + R3
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
المقاومة المكافئة لمجموعة مقاومات موصولة على التوالي تكون:
مساوية لأصغر مقاومة فيها
معدومة دائمًا
أصغر من أي مقاومة في المجموعة
أكبر من أي مقاومة منفردة في المجموعة
من عيوب توصيل المقاومات على التوالي في دارة (مثل مصابيح الزينة القديمة) أنّه عند حدوث قطع في إحدى المقاومات:
يتوقف التيار في جميع المقاومات الموصولة معها
تزداد شدة إضاءة بقية المصابيح
لا يتأثر التيار في الدارة إطلاقًا
تستمر بقية المقاومات في العمل بشكل طبيعي
عند توصيل عدة مقاومات على التوازي بين نقطتين a وb في دارة كهربائية، فإن فرق الجهد بين طرفي كل مقاومة يكون:
نفسه لجميع المقاومات ويساوي فرق الجهد الكلي بين a وb
يعتمد على التيار الكلي فقط
مختلفًا حسب قيمة كل مقاومة
معدومًا لجميع المقاومات
عند توصيل مقاومات على التوازي، فإن التيار الكلي الداخل يتوزع بينها بحيث يتحقق مبدأ حفظ الشحنة على الصورة:
I = I1 + I2 + I3
I = I1 × I2 × I3
I = I1 - I2 - I3
I = (I1+I2+I3)/3
مقلوب المقاومة المكافئة لعدة مقاومات موصولة على التوازي يُحسب من العلاقة:
1/Req = R1 + R2 + R3
Req = 1/(R1+R2+R3)
المقاومة المكافئة لمجموعة مقاومات موصولة على التوازي تكون:
أصغر من أصغر مقاومة في المجموعة
مساوية لمجموع المقاومات
غير محددة القيمة
يُفضّل توصيل الأجهزة المنزلية والمصابيح في المنزل على التوازي (وليس على التوالي)؛ لأنه عند حدوث قطع في أحد الفروع:
تتوقف جميع الأجهزة عن العمل
لا تتأثر الفروع الأخرى وتستمر بالعمل بشكل طبيعي
يزداد التيار في جميع الفروع بشكل خطير
تنخفض شدة إضاءة جميع المصابيح إلى الصفر
دارة كهربائية بسيطة تحوي ثلاث مقاومات موصولة على التوالي R1=3.0 Ω وR2=3.0 Ω وR3=6.0 Ω، مع بطارية قوتها الدافعة 6.0 V (المقاومة الداخلية مهملة). فإن المقاومة المكافئة للمقاومات الثلاث بوحدة Ω تساوي:
3
6
12
1.2
بالاستمرار على معطيات السؤال السابق؛ فإن التيار الذي يسري في الدارة بوحدة A يساوي:
5
2
0.5
نفس المقاومات الثلاث (3.0 Ω، 3.0 Ω، 6.0 Ω) في السؤال السابق، لكن موصولة على التوازي هذه المرة مع البطارية نفسها 6.0 V؛ فإن المقاومة المكافئة بوحدة Ω تساوي:
بالاستمرار على السؤال السابق (المقاومات الثلاث على التوازي)؛ فإن التيار الكلي في الدارة بوحدة A يساوي:
عند مقارنة المقاومة المكافئة لمقاومات معينة موصولة على التوالي بمقاومتها المكافئة عند توصيلها على التوازي، نجد أن المقاومة المكافئة على التوالي تكون دائمًا:
لا يمكن المقارنة بينهما
أصغر من المقاومة المكافئة على التوازي
أكبر من المقاومة المكافئة على التوازي
مساوية لها دائمًا
دارة تحتوي على مقاومتين R1=4 Ω وR3=4 Ω موصولتين على التوازي، وهذا التوصيل بدوره موصول على التوالي مع مقاومة R2=6 Ω، وبطارية قوتها الدافعة 16 V (المقاومة الداخلية مهملة). فإن المقاومة المكافئة للمقاومتين R1 وR3 (على التوازي) بوحدة Ω تساوي:
8
4
16
بالاستمرار على معطيات السؤال السابق؛ فإن المقاومة المكافئة الكلية للدارة (بعد دمج R13 مع R2 على التوالي) بوحدة Ω تساوي:
10
بالاستمرار على المعطيات نفسها؛ فإن التيار الكلي المار في الدارة بوحدة A يساوي:
تنص قاعدة كيرشوف الأولى (قاعدة الوصلة) على أن المجموع الجبري للتيارات عند أي نقطة تفرع في دارة كهربائية يساوي:
القوة الدافعة الكهربائية الكلية
قيمة أعظمية موجبة
صفرًا
مجموع كل المقاومات في الدارة
قاعدة كيرشوف الأولى تمثل إحدى صور مبدأ حفظ:
الكتلة
الزخم الخطي
الطاقة
الشحنة
عند نقطة تفرع في دارة كهربائية، إذا دخل إليها تيار I1=6.0 A وخرج منها تياران I2 وI3، وكان I2=3.5 A؛ فإن مقدار I3 بوحدة A يساوي:
2.5
9.5
3.5
6.0
تنص قاعدة كيرشوف الثانية (قاعدة العروة) على أن المجموع الجبري لتغيرات الجهد حول أي عروة مغلقة يساوي:
القوة الدافعة الكهربائية الكلية فقط
مجموع المقاومات في العروة
التيار الكلي في العروة
قاعدة كيرشوف الثانية تحقق مبدأ حفظ:
العزم الزاوي
عند عبور مقاومة R باتجاه التيار المار فيها (من جهد مرتفع إلى منخفض) عند تطبيق قاعدة كيرشوف الثانية، فإن التغير في الجهد يُكتب بالصورة:
ΔV = +ε
ΔV = -ε
ΔV = +IR
ΔV = -IR
عند عبور مقاومة R بعكس اتجاه التيار المار فيها عند تطبيق قاعدة كيرشوف الثانية، فإن التغير في الجهد يُكتب بالصورة:
ΔV = صفر
عند عبور بطارية من قطبها السالب إلى قطبها الموجب (مع اتجاه قوتها الدافعة الكهربائية) عند تطبيق قاعدة كيرشوف الثانية، فإن التغير في الجهد يُكتب بالصورة:
عند عبور بطارية من قطبها الموجب إلى قطبها السالب (عكس اتجاه قوتها الدافعة) عند تطبيق قاعدة كيرشوف الثانية، فإن التغير في الجهد يُكتب بالصورة:
دارة كهربائية بسيطة تتكون من بطاريتين قوتاهما الدافعتان 12 V و8 V ومقاومتين R1=5 Ω وR2=3 Ω على التوالي (المقاومة الداخلية مهملة). باستخدام معادلة الدارة البسيطة I=Σε/ΣR، فإن التيار في الدارة بوحدة A يساوي:
20
بالاستمرار على السؤال السابق؛ فإن فرق الجهد بين طرفي المقاومة R1 (5 Ω) بوحدة V يساوي:
1.5
دارة كهربائية تحتوي على بطاريتين ومقاومتين، مقاومتاهما الداخليتان r1=r2=0.5 Ω، وقوتاهما الدافعتان 12 V و8 V، ومقاومتاهما الخارجيتان R1=8 Ω وR2=1 Ω على التوالي في العروة نفسها. باستخدام قاعدة كيرشوف الثانية؛ فإن التيار في الدارة بوحدة A يساوي:
2.0
0.4
4.0
0.04
جزء من دارة كهربائية مركبة، فيه I1=3.0 A وI3=4.5 A عند نقطة تفرع؛ فإن مقدار التيار I2 بوحدة A (بتطبيق قاعدة كيرشوف الأولى، حيث I1+I2=I3) يساوي:
1.5-
4.5
7.5
الدارة الكهربائية البسيطة تتكون من عروة واحدة فقط، بينما الدارة المركبة:
تحتوي على مقاومة واحدة فقط
لا يمكن تحليلها باستخدام أي قاعدة فيزيائية
لا تحتوي على أي بطارية إطلاقًا
تحتوي على تفرعات فيها بطاريات إضافة إلى المقاومات
عند تحليل دارة مركبة لا يمكن تبسيطها إلى عروة واحدة، يُستخدم لتحليلها:
قاعدتا كيرشوف إضافة إلى قواعد توصيل المقاومات
قانون كولوم فقط
قانون حفظ الزخم الخطي
قانون أوم فقط دون أي قواعد أخرى
عند تطبيق قاعدتي كيرشوف، تُعامل المقاومة الداخلية لكل بطارية في العروة معاملة:
مختلفة تمامًا عن المقاومات الخارجية ولا تُحسب
المقاومات الخارجية نفسها ضمن معادلة العروة
تُهمل دائمًا بغض النظر عن قيمتها
تُضاف فقط إلى القوة الدافعة الكهربائية دون حساب منفصل
عند تشبيه تفرع التيار الكهربائي بتدفق الماء في نهر يتفرع حول جزيرة، فإن كمية الماء المتدفقة عبر النهر الرئيس تساوي:
لا علاقة بين النهر الرئيس وفرعيه
نصف كمية الماء المتدفقة في أحد الفرعين فقط
مجموع كميات الماء المتدفقة في الفرعين على جانبي الجزيرة
ضعف كمية الماء في أي من الفرعين
عند حساب المقاومة المكافئة لدارة تحتوي مقاومتين على التوازي ثم موصولتين على التوالي مع مقاومة ثالثة، تكون الخطوة الأولى الصحيحة هي:
إهمال إحدى المقاومتين المتوازيتين
حساب التيار الكلي قبل أي حساب للمقاومة
حساب مجموع المقاومات الثلاث مباشرة على التوالي
حساب المقاومة المكافئة للمقاومتين المتوازيتين أولًا ثم جمعها مع الثالثة على التوالي
في دارة كهربائية بها مصباحان أماميان متماثلان في السيارة موصولان على التوازي مع البطارية، إذا فُصل أحد المصباحين، فإن المصباح الثاني:
يستمر بالإضاءة بالسطوع نفسه تقريبًا؛ لأن فرق الجهد بين طرفيه لا يتأثر
تزداد شدة إضاءته بشكل كبير جدًّا
يصبح معكوس القطبية
ينطفئ أيضًا لأن الدارة مفتوحة بالكامل
تُعدّ الأرض موصلًا ضخمًا يمكنه تفريغ شحنة الأجسام المتصلة به؛ لذلك فإن أي جسم يوصل بالأرض يصبح جهده:
أعظميًّا دائمًا
سالبًا دائمًا
مساويًا للقوة الدافعة الكهربائية للبطارية
عند تحليل دارة مركبة تحتوي على ثلاث عرى مستقلة، يكفي عادة استخدام قاعدة كيرشوف الأولى مرة واحدة (أو أكثر حسب عدد نقاط التفرع) وقاعدة كيرشوف الثانية على عدد من العرى يساوي:
عدد المقاومات في الدارة كاملة دائمًا
صفرًا دائمًا بغض النظر عن عدد المجاهيل
عدد البطاريات في الدارة فقط
عدد المجاهيل المطلوب إيجادها مطروحًا منه عدد معادلات القاعدة الأولى المستقلة
عند إعادة رسم دارة معقدة بتبسيط مقاومتين متوازيتين إلى مقاومة مكافئة واحدة، فإن الدارة الجديدة المبسطة تصبح مكافئة للأصلية من حيث:
التيار الكلي وفرق الجهد الكلي فقط، لكن ليس التيار في كل فرع منفرد
كل الخصائص الكهربائية بما فيها التوزيع الداخلي للتيار في كل فرع الأصلي
المقاومة فقط دون أي خاصية أخرى
لا تشابه إطلاقًا بين الدارتين
يبيّن الشكل جزءًا من دارة تحتوي على مقاومات موصولة على التوالي بين النقطتين a وb. إذا كانت قيم المقاومات الثلاث R1=R2=R3=2Ω، فإن المقاومة المكافئة بينهما بوحدة Ω تساوي:
0.67
يبيّن الشكل جزءًا من دارة تحتوي على مقاومات موصولة على التوازي بين النقطتين a وb. إذا كانت قيم المقاومات الثلاث R1=R2=R3=6Ω، فإن المقاومة المكافئة بينهما بوحدة Ω تساوي:
18
عند توصيل مصباحين متماثلين على التوالي مقارنة بتوصيلهما على التوازي مع البطارية نفسها، فإن التيار الكلي المسحوب من البطارية في حالة التوالي يكون بشكل عام:
مساويًا له تمامًا
لا علاقة بطريقة التوصيل بالتيار الكلي
أكبر من حالة التوازي
أصغر من حالة التوازي
في دارة كهربائية تحتوي على مقاومتين R1 وR2 موصولتين على التوالي مع بطارية، إذا كانت R1 أكبر من R2؛ فإن فرق الجهد بين طرفي R1 (بما أن التيار نفسه يمر فيهما) يكون:
أكبر من فرق الجهد بين طرفي R2
مساويًا لفرق الجهد بين طرفي R2 دائمًا
معدومًا بغض النظر عن قيمة R1
أصغر من فرق الجهد بين طرفي R2
في دارة كهربائية تحتوي على مقاومتين R1 وR2 موصولتين على التوازي، إذا كانت R1 أكبر من R2؛ فإن التيار المار في R1 (بما أن فرق الجهد نفسه بينهما) يكون:
أكبر من التيار المار في R2
أصغر من التيار المار في R2
مساويًا للتيار المار في R2 دائمًا
عند تطبيق قاعدة كيرشوف الثانية والحصول على قيمة سالبة للتيار المفترض في أحد الفروع، فإن هذا يعني أن:
لا يمكن أن يحدث هذا في أي دارة صحيحة
الحل خاطئ ويجب إعادته بالكامل
الاتجاه الفعلي للتيار في ذلك الفرع معاكس للاتجاه المفترض ابتداءً
التيار الفعلي يساوي صفرًا حتمًا
لحساب المقاومة الداخلية لبطارية ثالثة في دارة مركبة تحتوي على عدة عرى، يمكن تطبيق قاعدة كيرشوف الثانية على عروة مختلفة تتضمن تلك البطارية بعد إيجاد باقي التيارات المجهولة باستخدام:
معادلة الدارة البسيطة فقط دون أي قاعدة أخرى
لا يمكن إيجاد المقاومة الداخلية بأي طريقة
قاعدة كيرشوف الأولى في نقاط التفرع المناسبة
عدد العرى المستقلة الثلاث الممكنة في دارة معينة تُختار بحيث تتضمن كل عروة (قدر الإمكان) عناصر (تيارات) معلومة القيمة؛ والهدف من ذلك هو:
تبسيط المعادلات الناتجة وتقليل عدد المجاهيل في كل معادلة
تجاهل قاعدة كيرشوف الأولى تمامًا
زيادة عدد المعادلات دون داع
تعقيد الحل قدر الإمكان
في دارة تحتوي على ثلاث مقاومات؛ إذا كان التيار المار في المقاومة R3 معلومًا ومقاومتا R1 وR2 على التوالي بينهما، فإن الخطوة المنطقية الأولى لحساب باقي التيارات هي:
حساب القدرة الكلية مباشرة دون إيجاد التيارات
تطبيق قاعدة كيرشوف الأولى عند أقرب نقطة تفرع
تجاهل التيار المعلوم في R3
افتراض أن جميع التيارات متساوية دون أي حساب