قانون أوم للدائرة المغلقة
قانون يصف العلاقة بين القوة الدافعة الكهربية للبطارية وفرق الجهد الخارجي والتيار في دائرة مغلقة، مع الأخذ في الاعتبار المقاومة الداخلية للبطارية التي تستهلك جزءاً من الجهد.
قانون أوم للدائرة المغلقة يُعد توسيعاً لقانون أوم الأساسي ليشمل الدائرة الكهربية بأكملها (المصدر والأحمال). ينص القانون على أن شدة التيار الكلي المار في دائرة كهربية مغلقة يتناسب طردياً مع القوة الدافعة الكهربية للمصدر وعكسياً مع المقاومة الكلية للدائرة (الداخلية والخارجية).
في الواقع العملي، أي بطارية أو مصدر جهد يمتلك مقاومة داخلية \(r\). عندما يمر تيار كهربي \(I\) في الدائرة، يُبذل شغل داخل المصدر للتغلب على هذه المقاومة، مما يؤدي إلى استهلاك جزء من الجهد الكلي، ويُعرف هذا الجزء بالهبوط في الجهد الداخلي \(I \cdot r\).
لذلك، فإن فرق الجهد الفعلي بين طرفي البطارية (والدائرة مغلقة) يُعطى بالعلاقة:
\[ V = V_B - I \cdot r \]- \(V_B\): القوة الدافعة الكهربية للمصدر (بالفولت).
- \(V\): فرق الجهد الخارجي بين طرفي المصدر.
- \(I\): شدة التيار الكلي المار في الدائرة.
- \(R\): المقاومة المكافئة الخارجية.
- \(r\): المقاومة الداخلية للبطارية.
ويُحسب التيار الكلي من خلال قسمة القوة الدافعة على مجموع المقاومات:
\[ I = \frac{V_B}{R + r} \]بطارية قوتها الدافعة الكهربية \(V_B = 12\) فولت، ومقاومتها الداخلية \(r = 1\) \(\Omega\). اتصلت بمقاومة خارجية \(R = 5\) \(\Omega\). لحساب شدة التيار المار في الدائرة نستخدم العلاقة \(I = \frac{V_B}{R + r}\)، فنجد أن \(I = \frac{12}{5 + 1} = 2\) أمبير. ويكون فرق الجهد بين طرفي البطارية \(V = V_B - I \cdot r = 12 - (2 \times 1) = 10\) فولت.
تخيل إنك نازل من بيتك معاك مبلغ معين عشان تشتري طلبات. قبل ما تخرج من باب العمارة، البواب طلب منك عيدية صغيرة. المبلغ اللي هيتبقى معاك عشان تصرفه في الشارع هيكون أقل من الفلوس اللي كانت معاك فوق في شقتك. ده بالظبط اللي بيحصل للكهرباء؛ البطارية بتاخد جزء صغير من الجهد جواها (عشان تتغلب على مقاومتها الخاصة) قبل ما تطلع الباقي يشغل الأجهزة اللي في الدائرة.
