۲۰ امتحان نهایی / مهارت فیزیک
گره، مسیر، کمیت

مدار الکتریکی؛
اتصال‌ها را پیش از فرمول ببین

حل مدار از خواندن شکل شروع می‌شود. گره‌ها و مسیرهای جریان را مشخص کن، بخش‌های ساده را مرحله‌ای معادل‌سازی کن و سپس جریان و ولتاژ هر جزء را به مدار اصلی برگردان.

مدار را با گره‌ها بخوان

نقاطی را که با سیم ایده‌آل به هم وصل‌اند یک گره در نظر بگیر. مسیرهای ممکن میان دو گره را دنبال کن و اتصال را از شکل ظاهری سیم‌ها حدس نزن. دو عنصر زمانی شرایط یک اتصال مشترک را دارند که رابطهٔ گره‌هایشان آن را تأیید کند.

داده و خواسته را روی شکل علامت بزن

مقدار مقاومت‌ها، منبع‌ها و کمیت مجهول را کنار همان جزء بنویس. جهت فرضی جریان و قطب‌های ولتاژ را مشخص کن. اگر بعداً علامت منفی به دست آمد، معنای آن را نسبت به همین جهت فرضی تفسیر کن.

شکل شلوغ را دوباره رسم کن

تا وقتی گره‌ها و اتصال‌ها ثابت بمانند، می‌توان سیم‌ها را مرتب‌تر کشید. بازطراحی ساده، ساختار مدار را آشکار می‌کند بدون آنکه مدار عوض شود.

معادل‌سازی را یک لایه در هر سطر انجام بده

یک بخش روشن را انتخاب کن، مقاومت معادل آن را حساب کن و مدار ساده‌شده را دوباره بکش. چند تبدیل هم‌زمان، بازگرداندن جریان و ولتاژ اجزا را دشوار می‌کند. نام مقاومت معادل را طوری انتخاب کن که منبع اجزایش معلوم باشد.

ابتدا کمیت کل مدار را پیدا کن

پس از رسیدن به مدار ساده، رابطهٔ مناسب میان ولتاژ، جریان و مقاومت معادل را بنویس. واحدها را هماهنگ کن و جریان یا ولتاژ کل را به دست آور. سپس مرحله‌های معادل‌سازی را از آخر به اول باز کن.

جریان و ولتاژ را مطابق نوع اتصال پخش کن

در هر بخش، کمیتی را که میان اجزا مشترک است ثابت نگه دار و کمیت دیگر را از رابطهٔ همان جزء حساب کن. این تصمیم را با گره‌ها و مسیر مدار توجیه کن، نه با جای مقاومت‌ها روی کاغذ.

ابزار اندازه‌گیری را بخشی از مدار ببین

محل اتصال وسیلهٔ اندازه‌گیری باید با کمیتی که می‌سنجد سازگار باشد. پیش از محاسبه، بررسی کن قرارگرفتن آن چه تغییری در مسیر یا گره‌ها ایجاد می‌کند و در مدل مسئله چه ویژگی‌ای برای آن فرض شده است.

توان را با یک رابطهٔ مستقل کنترل کن

اگر توان خواسته شده، ابتدا جریان و ولتاژ همان جزء را مشخص کن و سپس رابطهٔ سازگار را انتخاب کن. جمع توان‌های مصرفی و مقایسه با توان تأمین‌شده می‌تواند خطای توزیع جریان یا ولتاژ را آشکار کند.

سه کنترل پایانی

واحد هر کمیت، سازگاری مقدارهای شاخه‌ها با جریان کل و رابطهٔ ولتاژها را بررسی کن. روی مدار نهایی مقدارها را برچسب بزن تا چیزی جا نماند. برای یکاها از راهنمای تبدیل واحد فیزیک کمک بگیر.