انتقل إلى المحتوى
Physics with Thomas
AR

الجهد المستمر والجهد المتردد والصمام الثنائي · لماذا يعمل الـLED في اتجاه واحد فقط؟

المدة 4:11على يوتيوب

الـLED صمام ثنائي، والصمام الثنائي لا يسمح بمرور التيار إلا في اتجاه واحد. في الاتجاه الأمامي ينفتح ويضيء الـLED، وفي الاتجاه العكسي لا يمر شيء يُذكر فيبقى مطفأً. والسهم في رمز الصمام الثنائي يشير إلى الاتجاه الذي يُسمح للتيار بالمرور فيه، لذلك لا يضيء الـLED المقلوب بضعف بل لا يضيء أبداً.

تتوفر أيضًا ترجمة بـالعربية, English, Français و Türkçe. اختر لغتك من رمز الترس في المشغّل، عند الترجمة.

دائرتان صغيرتان متطابقتان تماماً، بالبطارية نفسها والـLED نفسه. الفرق الوحيد أن الـLED في إحداهما موصول بالعكس. في أيّهما يضيء؟ في واحدة فقط: الدائرة التي يشير فيها السهم في الرمز مع اتجاه التيار. لأن الـLED صمام ثنائي، والصمام الثنائي لا يسمح بمرور التيار إلا في اتجاه واحد.

للبطارية قطب موجب ثابت وقطب سالب ثابت، لذلك يسري التيار دائماً في الاتجاه نفسه. هذا هو الجهد المستمر. أما المقبس فيعطي جهداً متردداً: يغيّر الجهد إشارته باستمرار، ويذهب ويعود في أوروبا خمسين مرة في الثانية. والـ230 فولت المكتوبة عليه هي نوع من المتوسط لهذا الذهاب والإياب. السلك المتوهج أو عنصر التسخين يسخن في الحالتين، لكن كثيراً من الأجهزة الإلكترونية تحتاج حتماً إلى جهد مستمر. لهذا يوجد في كل محوّل شيء يزيل أحد النصفين: صمام ثنائي.

صِل الصمام الثنائي بحيث يريد التيار أن يسري في الاتجاه الصحيح، فينفتح ويتصرف تقريباً كسلك عادي. هذا هو الاتجاه الأمامي. اقلبه، فلا يمر شيء يُذكر: هذا هو الاتجاه العكسي. وهذا الاتجاه مرسوم في الرمز نفسه: مثلث صغير أمامه خط، والمثلث سهم يشير إلى الاتجاه الذي يُسمح للتيار بالمرور فيه.

الـLED، أي light emitting diode، هو صمام ثنائي باعث للضوء: صمام ثنائي يضيء بمجرد أن يمر فيه التيار. فإذا وُصل بالعكس لا يضيء بضعف أكبر، بل ينطفئ. ولا يضيء إلا فوق جهد معيّن، نحو 2 فولت للـLED الأحمر، ولا يحدّ من تياره بنفسه. لا بد دائماً من مقاومة في الدائرة، وإلا تلف فوراً.

في هذا الفيديو

  1. 0:00دائرتان، واحدة فقط تضيء
  2. 0:17نوعان من الجهد
  3. 1:08طريق باتجاه واحد
  4. 1:52الـLED
  5. 2:42ثلاثة أشياء للتذكر
  6. 3:09سؤالان
  7. 3:29الإجابات
  8. 3:52مكوّن لا يتبع قانون أوم

الشرح كاملًا مكتوبًا

دائرتان، واحدة فقط تضيء

0:00دائرتان صغيرتان متطابقتان تماماً، بالبطارية نفسها والـ⁦LED⁩ نفسه. لكن الـ⁦LED⁩ في إحداهما موصول بالعكس. في أيّ الدائرتين يضيء؟ لا تفكّر في السبب. اختر.

نوعان من الجهد

0:17أولاً الفرق بين نوعين من الجهد، لأن كل ما بعده يعتمد عليه. للبطارية قطب موجب ثابت وقطب سالب ثابت. لذلك يسري التيار دائماً في الاتجاه نفسه. هذا هو الجهد المستمر. أما المقبس فيعطي شيئاً آخر. هناك يغيّر فرق الجهد إشارته باستمرار: يصبح أحد الطرفين موجباً، ثم الآخر، وفي أوروبا يذهب ويعود خمسين مرة في الثانية. هذا هو الجهد المتردد، والمئتان والثلاثون فولت المكتوبة عليه هي نوع من القيمة المتوسطة لهذا الذهاب والإياب.

0:51أما السلك المتوهج أو عنصر التسخين فلا فرق عنده: فهما يسخنان أيّاً كان اتجاه التيار. لكن كثيراً من الإلكترونيات تحتاج حتماً إلى جهد مستمر. ولهذا يوجد في كل محوّل شيء يزيل أحد النصفين.

طريق باتجاه واحد

1:09و"إزالة أحد النصفين" يقوم بها صمام ثنائي. الصمام الثنائي يمرّر التيار في اتجاه واحد فقط. إذا وصلته بحيث يريد التيار أن يسري في الاتجاه الصحيح، فإنه ينفتح ويتصرف تقريباً كسلك عادي. هذا هو الاتجاه الأمامي. وإذا قلبته، فلا يمر فيه شيء يُذكر. هذا هو الاتجاه العكسي.

1:31وهذا الاتجاه مرسوم في الرمز نفسه: مثلث صغير أمامه خط. المثلث سهم، وهذا السهم يشير إلى الاتجاه الذي يُسمح للتيار بالمرور فيه. انظر مرة أخرى إلى الدائرتين من البداية. أيّهما تضيء، وإلى ماذا تنظر لتعرف ذلك؟

الـLED

1:53الـ⁦LED⁩ صمام ثنائي يضيء بمجرد أن يمر فيه التيار. وهذه الحروف تعني ⁦light⁩ ⁦emitting⁩ ⁦diode⁩. فكل ما ينطبق على الصمام الثنائي ينطبق عليه: في اتجاه يعمل، وبالعكس يبقى مطفأً. وهذا هو جواب السؤال من البداية: تضيء واحدة بالضبط، وهي التي يشير سهمها مع اتجاه التيار.

2:15أمران يختلف فيهما الـ⁦LED⁩ عن المصباح المتوهج. لا يضيء إلا فوق فرق جهد معيّن، للأحمر منه نحو فولتين، وتحت ذلك لا يحدث شيء. ولا يحدّ من تياره بنفسه: يجب دائماً وضع مقاومة في الدائرة، وإلا تلف فوراً. لهذا أيضاً لا يضيء قليلاً إذا قلبته. ليس أضعف. إنه مطفأ.

ثلاثة أشياء للتذكر

2:43ثلاثة أشياء. الجهد المستمر يحافظ على اتجاهه؛ والجهد المتردد يغيّر إشارته، في أوروبا خمسين مرة في الثانية. الصمام الثنائي يمرّر التيار في اتجاه واحد فقط: الاتجاه الأمامي يعمل، والاتجاه العكسي لا، والسهم في الرمز يشير إلى الاتجاه الذي يكون فيه مفتوحاً.

3:00والـ⁦LED⁩ صمام ثنائي من هذا النوع يضيء. بالعكس ليس أضعف، بل مطفأ، ولا بد دائماً من مقاومة معه.

سؤالان

3:10سؤالان. الأول: لديك دائرة فيها ⁦LED⁩ لا يضيء. تقيس، فتجد فرق جهد على الدائرة فعلاً. ما أول شيء تتحقق منه؟ الثاني: لماذا لا يمكنك توصيل ⁦LED⁩ مباشرة ببطارية هكذا؟

الإجابات

3:29الأول: هل هو موصول بالعكس. إذا كان هناك فرق جهد ولم يحدث شيء، فالاتجاه العكسي هو المشتبه الأول. انظر إلى أين يشير السهم في الرمز وأين القطب الموجب. الثاني: لأنه لا يحدّ من تياره بنفسه. من دون مقاومة بجانبه يرتفع التيار إلى ما يفوق بكثير ما يتحمّله، فيتلف في أقل من ثانية.

مكوّن لا يتبع قانون أوم

3:53الصمام الثنائي أول مكوّن لا يتبع قانون أوم. وعلى القناة فيديو منفصل عمّا يقوله هذا القانون بالضبط، وعن المكوّنات التي تتبعه فعلاً.

أسئلة شائعة

ما الفرق بين الجهد المستمر والجهد المتردد؟

في الجهد المستمر يكون للمصدر قطب موجب ثابت وقطب سالب ثابت، مثل البطارية، ويسري التيار دائماً في الاتجاه نفسه. وفي الجهد المتردد يغيّر الجهد إشارته باستمرار: جهد المقبس في أوروبا يذهب ويعود خمسين مرة في الثانية.

ما وظيفة الصمام الثنائي؟

الصمام الثنائي لا يسمح بمرور التيار إلا في اتجاه واحد. في الاتجاه الأمامي يتصرف تقريباً كسلك عادي، وفي الاتجاه العكسي لا يمر شيء يُذكر. وبهذه الطريقة يزيل الصمام الثنائي في المحوّل أحد نصفي الجهد المتردد.

كيف تعرف من الرمز في أي اتجاه يمرر الصمام الثنائي التيار؟

رمز الصمام الثنائي مثلث صغير أمامه خط. المثلث سهم، وهذا السهم يشير إلى الاتجاه الذي يُسمح للتيار بالمرور فيه.

لماذا لا يضيء الـLED مع أن عليه جهداً؟

تحقّق أولاً من أن الـLED ليس موصولاً بالعكس، لأنه عندها يكون في الاتجاه العكسي. انظر إلى أين يشير السهم في الرمز وأين القطب الموجب. الـLED الموصول بالعكس لا يضيء بضعف، بل هو مطفأ.

لماذا يحتاج الـLED إلى مقاومة؟

الـLED لا يحدّ من تياره بنفسه. من دون مقاومة في الدائرة يرتفع التيار إلى ما يفوق بكثير ما يتحمّله، فيتلف في أقل من ثانية.

قبل هذا الفيديو: كيف توصل الأميتر والفولتميتر. بعده: المقاومة وقانون أوم، وأيّ المكوّنات تتبعه.

لهذا الفيديو مسارات صوتية وترجمات بعدة لغات. اختر لغتك في المشغّل تحت رمز الترس، في المسار الصوتي وفي الترجمة.

Physics with Thomas: شرح بالصور حيث تضيف شيئاً، ومن دونها حيث تشتّت الانتباه.

في هذه السلسلة

نبذة عني

Thomas Schuurmans

اسمي توماس سخورمانس، ولديّ شغف بالفيزياء وبفهم لماذا تعمل الأشياء بالطريقة التي تعمل بها. ما أريده هو أن يسأل الشباب أكثر: “لماذا هذا؟” و“كيف يعمل هذا؟”، وأن أعطيهم أدوات الفيزياء بطريقة سهلة ويمكن رؤيتها.

تخرّجت عام 2003 في الفيزياء التطبيقية من جامعة دلفت التقنية. بعدها عملت أكثر من عشرين عامًا خارج التعليم: أولًا في معهد TNO للأبحاث التطبيقية، ثم في مكتب تصميم، وأخيرًا مؤسسًا لـ Proportion Global، وأعمل من خلاله على قضايا الابتكار في أفريقيا وأمريكا اللاتينية وجنوب آسيا. هذا العمل أقرب إلى الفيزياء مما تظن: لا تبدأ من الحل، بل افهم أولًا ما الذي يجري، ثم جرّب، وأخطئ، ثم انظر من جديد.

تعمل Proportion Global اليوم مع شبكة من المستشارين المحليين في 67 دولة، لذلك لم أعد أحتاج إلى السفر تقريبًا. وبفضل ذلك صار لديّ الآن وقت أكثر ورغبة أكبر في أن أُحدث فرقًا أقرب إلى بيتي أيضًا. ولهذا عدت إلى حبي القديم للفيزياء. منذ سبتمبر 2026 أدرّس الفيزياء صباحين في الأسبوع في Cartesius Lyceum في أمستردام، في المرحلتين الإعدادية والثانوية.

أنا نفسي أعتمد كثيرًا على الصورة حين أتعلّم شيئًا جديدًا. من هنا وُلدت الفكرة: فيديوهات تشرح موضوعًا واحدًا بوضوح وبالصورة، في بضع دقائق. أصنعها لطلابي. ثم أنشرها للجميع، لأن الشرح الجيد يجب أن يكون في متناول كل من يحتاجه، أينما كنت وبأي لغة تفكر وتتكلم.