السيشنات > السيشن الثالث

السيشن الأول: كشف المستور (Basic Concepts)

عشان نفهم "إلكترونيكس" وماتسوحش، لازم نبني على نظافة. إنسى اللي فات وركز في "نموذج بور" (Bohr's Model) عشان ده الماستر بلان بتاعنا.

البنية الذرية (شقة المعلم بور)

  • النواة (Nucleus): دي "الصالة" بتاعت الذرة، قاعدة فيها البروتونات والنيوترونات، وشحنتها موجبة عشان هي اللي مسيطرة.
  • غلاف التكافؤ (Valence Shell): ده البلكونة اللي برا خالص (المدار الخارجي). ده أهم حتة، ليه؟ عشان ده "مدار الصياعة". عدد الإلكترونات اللي فيه هو اللي بيحدد هل المادة دي "موصّلة" (Conductor) زي النحاس، ولا "عازلة" (Insulator)، ولا "نص نص" (Semiconductor) زي السيليكون حبيب الملايين.

الثالوث المقدس (V, I, R)

أي دايرة كهربائية في الدنيا قايمة على 3 حاجات، تخيلهم ماسورة مية:

  • التيار (Current - I): سرعة المية في الماسورة (زحمة الإلكترونات). وحدته: أمبير ($A$).
  • الجهد (Voltage - V): ضغط المية اللي بيزق (الشبشب اللي بيحرك الإلكترونات). وحدته: فولت ($V$).
  • المقاومة (Resistance - R): السدد أو الرخامة اللي في الماسورة. وحدتها: أوم ($\Omega$).

دستور المهنة (القوانين الحاكمة)

قانون أوم (Ohm's Law):

$$V = I \times R$$

قانون القدرة (Electric Power):

$$P = V \times I$$

مسائل محلولة

1. حساب الشحنة (Charge)

السؤال: تيار 5 أمبير بيشحن لمدة 2 ثانية. احسب الشحنة؟

الحل: $$Q = I \times t \Rightarrow Q = 5 \times 2 = 10 \text{ C}$$

النتيجة: 10 كولوم.

2. تصميم الدوائر (Circuit Design)

السؤال: مقاومة $1 k\Omega$ وقدرتها $1 W$. إيه أقصى تيار تستحمله؟

الحل: $$I = \sqrt{\frac{P}{R}} = \sqrt{\frac{1}{1000}} \approx 0.0316 \text{ A}$$

النتيجة: 31.6 مللي أمبير.

3. قراءة المكونات (Resistor Codes)

السؤال: مقاومة ألوانها (أصفر - بنفسجي - أحمر - فضي). دي كام يا وحش؟

جدول ألوان المقاومات

فك الشفرة:

  • أصفر (4) | بنفسجي (7) $\rightarrow$ الرقم: 47
  • أحمر ($10^2$) $\rightarrow$ يعني حط صفرين.
  • فضي $\rightarrow$ نسبة شك (Tolerance) $\pm 10\%$.

النتيجة: $4.7 k\Omega$.

السيشن الثاني: متاهات الدوائر (Circuit Analysis)

بعد ما عرفنا يعني إيه تيار وجهد، جه الوقت نعرف "الإلكترونات بتمشي إزاي؟". السيشن ده هو "الجى بي إس" (GPS) بتاعك في عالم الدوائر.

علاقة الجهد والتيار

1. التوصيل على التوالي (Series)

في النوع ده، المكونات بتبقى واقفة طابور. مفيش مفر، كله هيمشي في نفس السكة.

القاعدة الذهبية 🔗:
  • التيار ($I$): ثابت وموحد (زي طابور العيش).
  • الجهد ($V$): بيتجزأ، وكل مقاومة بتاخد نصيبها حسب قوتها.
  • المقاومة الكلية: اجمعهم كلهم يا وحش: $$R_{Total} = R_1 + R_2 + \dots$$

2. التوصيل على التوازي (Parallel)

هنا بقى الطريق الدائري. الإلكترونات بتلاقي تفريعات، وكل إلكترون بيختار سكته.

القاعدة الذهبية 🛤️:
  • الجهد ($V$): ثابت في كل الفروع.
  • التيار ($I$): بيتجزأ، المقاومة الصغيرة بتسحب تيار أكبر.
  • المقاومة الكلية: بتقل، ودايماً أصغر من أصغر مقاومة عندك.

السيشن الثالث: العقد والحلول (Complex Circuits)

أهلاً بيك في "ليفيل الوحش". هنا الدوائر مابقتش سالكة.. بقت "كوكتيل". والكوكتيل ده عشان نفكه محتاجين "مجزئ الجهد" واستراتيجية "التبسيط".

1. الدوائر المركبة (Series-Parallel)

دي دايرة بتلاقي فيها حتة توالي (R1) وحتة توازي (R2, R3) مع بعض. الحل؟ طريقة "فصصها واكسب".

استراتيجية الحل (Divide & Conquer):
  • ابدأ من أبعد نقطة عن المصدر (البطارية).
  • بسط الأجزاء الصغيرة (لو اتنين توازي خليهم واحدة).
  • ارجع بضهرك لحد ما توصل للمصدر وتبقى مقاومة واحدة ($R_{eq}$).

2. مجزئ الجهد (Voltage Divider)

قاعدة ذهبية للمهندسين: "في التوالي، المقاومة الكبيرة بتفرد سيطرتها وبتاخد الجهد الأكبر".

V_in (12V)
V_out (الخرج)
GND (0V)
$$V_{out} = V_{in} \times \frac{R_2}{R_{total}}$$

مسائل بالورقة والقلم

1. تبسيط الدائرة (Calculation)

السؤال: عندك مقاومتين (20 و 5 أوم) توازي، وواحدة (8 أوم) توالي معاهم. احسب المقاومة الكلية؟

الحل بالعامية:

  • نخلص التوازي الأول: $$R_p = \frac{20 \times 5}{20+5} = 4 \Omega$$
  • دلوقتي الـ 4 دي بقت توالي مع الـ 8: $$R_{total} = 4 + 8 = 12 \Omega$$

2. مجزئ الجهد (Voltage Divider)

السؤال: بطارية 12 فولت ($V_{in}$)، ومقاومتين توالي ($R_1=5, R_2=10$). احسب الجهد على الـ 10 أوم؟

الحل السحري: $$V_{out} = 12 \times \frac{10}{10 + 5} = 8 V$$