الوحدة الخامسة: الكهرباء المتحرّكة والتّمغنط · الدرس الثالث: الكهرباء الآمنة في المنزل

التماس الكهربائي

يفسّر لماذا ينطفئ المصباح ويشتدّ التيار حين يتلامس سلكان مكشوفان في الدارة، ويستنتج خطر التماس الكهربائي.

المحاكاة التفاعلية

محاكاة تفاعلية: أدوات بناء الدارة الكهربائية: التيار المستمر — من PhET

لا تُحمَّل المحاكاة إلا بطلبك. اضغط لبدء التشغيل — قد تستغرق لحظات على الاتصال البطيء.

لا تعمل المحاكاة؟ افتحها في موقع PhET مباشرة

في كتابك

  • نشاط (١): التّماس الكهربائي — الجزء الثاني، ص ٤٧

خطوات التجربة

  1. افتح شاشة «مقدمة»، وابنِ دارة من «بطارية» و«مفتاح كهربائي» و«مصباح كهربائي» وأسلاك كما في شكل الكتاب. أغلق المفتاح ولاحظ إضاءة المصباح.

  2. ضع علامة على «أظهِر التيّار» واختر «الكترونات»، ولاحظ سرعة حركة الإلكترونات في الأسلاك والمصباح.

  3. اسحب «سلك كهربائي» جديدًا وصِل طرفيه بطرفي المصباح، فيصير كأن الجزأين المكشوفين من السلكين تلامسا.

  4. راقب: هل بقي المصباح مضيئًا؟ وكيف تغيّرت سرعة الإلكترونات؟ وهل ظهرت نار على البطارية أو الأسلاك؟

  5. احذف السلك الجديد (اضغط عليه ثم على أيقونة الحذف)، ولاحظ عودة المصباح إلى الإضاءة.

  6. اكتب بلغتك تفسيرًا لما رأيته، واستعمل عبارة «التماس الكهربائي».

الفكرة العلمية

في الدارة السليمة يمرّ التيار في المصباح فيضيء. فإذا تلامس الجزآن المكشوفان من سلكين، وجد التيار طريقًا أسهل لا يمرّ في المصباح، فينتقل معظمه من القطب الموجب للبطارية إلى قطبها السالب مباشرة عبر هذا الطريق القصير. لذلك ينطفئ المصباح، ويشتدّ التيار كثيرًا في الأسلاك والبطارية، فتسخن وقد تنتج شرارة تسبّب الحريق. وهذا يسمّى التماس الكهربائي. وفي المحاكاة ترى ذلك آمنًا: الإلكترونات تسرع جدًا في السلك الجديد ولا تكاد تمرّ في المصباح، وقد تظهر النار على البطارية أو الأسلاك. أما في الواقع فلا تلمس الأسلاك المكشوفة بيدك أبدًا، ولا تقلّد هذه التجربة بكهرباء البيت.

قوّم نفسك

جرّب المحاكاة أولًا ثم أجب. لا درجات ولا تسجيل — الإجابات لك وحدك، وتختفي بإغلاق الصفحة.

  1. وصلت سلكًا بين طرفي المصباح فانطفأ. لماذا؟

    • لأن البطارية فرغت فجأة
    • لأن معظم التيار صار يمرّ في السلك الجديد بدل المصباح
    • لأن المفتاح فُتح
    • لأن المصباح احترق ولن يضيء بعد ذلك
    اعرض الإجابة

    ب) لأن معظم التيار صار يمرّ في السلك الجديد بدل المصباح

    السلك الجديد طريق أسهل للتيار، فيمرّ فيه معظم التيار ولا يكاد يمرّ في المصباح. والدليل أن المصباح يضيء من جديد حين تحذف السلك، فهو لم يحترق والبطارية لم تفرغ.

  2. ماذا حدث لحركة الإلكترونات في الأسلاك عند حدوث التماس؟

    • تحرّكت أسرع بكثير، لأن التيار اشتدّ
    • توقّفت تمامًا، لأن المصباح انطفأ
    • بقيت كما هي
    • عكست اتّجاهها
    اعرض الإجابة

    أ) تحرّكت أسرع بكثير، لأن التيار اشتدّ

    انطفاء المصباح لا يعني توقّف التيار؛ بل اشتدّ التيار في الطريق القصير فأسرعت الإلكترونات كثيرًا. ومن اختار «توقّفت» ظنّ أن المصباح المطفأ يعني دارة بلا تيار، وهذا هو سبب خطورة التماس: الدارة تبدو مطفأة وهي في الحقيقة تحمل تيارًا كبيرًا.

  3. لماذا يُعدّ التماس الكهربائي خطرًا في البيت؟

    • لأنه يطفئ المصابيح فقط
    • لأنه يفرّغ الشحنات من الأسلاك
    • لأنه يجعل الكهرباء تتوقّف عن السريان
    • لأن التيار يشتدّ فتسخن الأسلاك وقد تحدث شرارة تشعل حريقًا
    اعرض الإجابة

    د) لأن التيار يشتدّ فتسخن الأسلاك وقد تحدث شرارة تشعل حريقًا

    التيار الكبير يسخّن الأسلاك وقد يُحدث شرارة، كما في حريق المطبخ في قصّة الكتاب، وكما ظهرت النار في المحاكاة. ومن اختار أن الخطر في انطفاء المصابيح رأى النتيجة الظاهرة ونسي السبب الخفيّ: التيار الكبير.

  4. اقترح طريقتين لمنع حدوث التماس الكهربائي في البيت، واربط كلًّا منهما بما رأيته في المحاكاة.

    اعرض الإجابة

    الأولى: إبقاء الأسلاك مغطّاة بعازل سليم واستبدال الأسلاك المكشوفة، فلا يتلامس جزآن مكشوفان ولا ينشأ الطريق القصير الذي رأيته. والثانية: إبعاد الأسلاك عن الماء والحرارة التي تتلف غطاءها. وفي المحاكاة اختفى الخطر حين حذفت السلك الذي صنع الطريق القصير.

  5. صديقك يقول: «المصباح انطفأ، إذن لا تيار في الدارة ويمكن لمس الأسلاك». ما رأيك؟

    اعرض الإجابة

    رأيه خاطئ وخطر. فقد رأيت في المحاكاة أن الإلكترونات تحرّكت أسرع بعد انطفاء المصباح، أي أن التيار اشتدّ. فالمصباح المطفأ لا يعني دائمًا أن الدارة بلا تيار، ولا يجوز لمس الأسلاك المكشوفة أبدًا.