دو سوال فیزیک: زنجیر و مدار

راهنمایی کوتاه: در سوال اول به نقش زنجیر در تخلیه الکتریسیته ساکن فکر کن. در سوال دوم از قانون اهم استفاده کن و رابطه طول و مقاومت را در نظر بگیر.

گام‌به‌گام:

سوال اول:

• زنجیر پشت تانکرهای نفتکش معمولاً به زمین وصل می‌شود تا بار الکتریکی که بر اثر اصطکاک لاستیک‌ها با جاده ایجاد می‌شود، تخلیه شود.
• این بار الکتریکی می‌تواند جرقه ایجاد کند و باعث آتش‌سوزی شود. پس زنجیر برای مقاومت در برابر نیروی الکتریسیته ساکن (یا نیروی الکترواستاتیک) آویزان می‌شود.
• پاسخ: الکتریسیته ساکن

سوال دوم:

• گام ۱: ابتدا مقاومت اولیه سیم را با قانون اهم پیدا می‌کنیم: $R=\frac{V}{I}=\frac{300}{20}=15\text{اهم}$
• گام ۲: اگر طول سیم ۴ برابر شود، مقاومت هم ۴ برابر می‌شود (چون مقاومت با طول رابطه مستقیم دارد). پس مقاومت جدید: $R_{\text{جدید}}=4\times 15=60\text{اهم}$
• گام ۳: اختلاف پتانسیل (ولتاژ) منبع تغذیه ثابت است (۳۰۰ ولت). پس شدت جریان جدید: $I_{\text{جدید}}=\frac{V}{R_{\text{جدید}}}=\frac{300}{60}=5\text{آمپر}$

پاسخ نهایی:

• سوال اول: علت آویزان کردن زنجیر، مقاومت در برابر نیروی الکتریسیته ساکن است.
• سوال دوم: شدت جریان جدید ۵ آمپر می‌شود.

مثال مشابه: اگر در یک مدار با ولتاژ ۲۰۰ ولت و مقاومت ۴۰ اهم، طول سیم را دو برابر کنیم، شدت جریان چقدر می‌شود؟ (پاسخ: مقاومت ۸۰ اهم، جریان ۲/۵ آمپر)

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: درباره قانون اهم و عوامل مؤثر بر مقاومت الکتریکی (طول، سطح مقطع، جنس و دما) مطالعه کن. همچنین می‌توانی درباره کاربردهای الکتریسیته ساکن در زندگی روزمره تحقیق کنی.

یادآوری ایمنی: هیچ‌وقت با مدارهای الکتریکی بدون نظارت بزرگ‌ترها کار نکن. ولتاژ ۳۰۰ ولت بسیار خطرناک است.