VOLT LAB / PHYSICS SIMULATOR
آزمایشگاه مجازی برق
شبیه‌ساز آموزشی مدارهای الکتریکی · پایه نهم
● موتور محاسبات فعال

فرضیه بساز؛ مدار را آزمایش کن.

ولتاژ، نوع اتصال و مقاومت را تغییر بده؛ سپس جریان، افت ولتاژ و توان را بررسی کن. همهٔ مقادیر با یک مدل مدار مقاومتی ایده‌آل محاسبه می‌شوند.

طراحی و توسعهٔ پروژه: سودابه محمدی یگانه

نسخهٔ نهایی آموزشی · VOLT LAB   |   قابل نصب پس از میزبانی وب
۱
تازه شروع کردی؟ از اینجا برو.

اول «بارگذاری آزمایش سری» را انتخاب کن، بعد نتیجه‌ها را بخوان. برای آموزش ابزارها، از دکمهٔ «آمپرسنج و ولت‌سنج» در نوار بالا استفاده کن.

راهنمای استفاده و دفترچهٔ علمی

راهنمای نسخهٔ ۳.۲

اگر اولین بار است از شبیه‌ساز استفاده می‌کنی، این راهنما را باز کن. لازم نیست همهٔ بخش‌ها را یک‌جا بخوانی.

سازندهٔ پروژه: سودابه محمدی یگانه · عنوان: VOLT LAB — آزمایشگاه مجازی مدارهای الکتریکی · مخاطب: پایهٔ نهم
۱. شروع سریع؛ اولین آزمایش
  1. در «مسیر آزمایش هدایت‌شده»، روی «بارگذاری آزمایش سری» بزن.
  2. در میز مدار، مقادیر را بررسی کن: باتری ۶ ولت، دو لامپ ۱۰ اهم و کلید بسته.
  3. در کارت‌های نتیجه، مقاومت معادل، جریان کل و ولتاژ هر لامپ را بخوان.
  4. برای بررسی رفتار ابزارها به بخش «میز ابزار اندازه‌گیری تعاملی» در پایین صفحه برو.
  5. اگر می‌خواهی داده‌ها را نگه داری، «ثبت این آزمایش» را بزن.
۲. آمپرسنج و ولت‌سنج چه فرقی دارند؟
  • آمپرسنج: جریان عبوری را اندازه می‌گیرد و باید در مسیر مدار به‌صورت سری قرار بگیرد.
  • ولت‌سنج: اختلاف پتانسیل دو نقطه را اندازه می‌گیرد و باید موازی با قطعه یا منبع وصل شود.
  • در میز ابزار، ابزار و محل اتصال را انتخاب کن و «بررسی اتصال ابزار» را بزن. برای دیدن پاسخ درست می‌توانی «تنظیم اتصال صحیح» را انتخاب کنی.

این‌ها اتصال‌های مجازی‌اند. آمپرسنج را در مدار واقعی موازی با باتری وصل نکن؛ این کار می‌تواند اتصال کوتاه ایجاد کند.

۳. فرمول‌های کلیدی
  • قانون اهم: جریان برابر ولتاژ تقسیم بر مقاومت معادل است: I = V / R
  • مدار سری: مقاومت معادل برابر مجموع مقاومت‌هاست؛ جریان در همهٔ اجزا یکسان است.
  • مدار موازی: برای مقاومت‌های یکسان، مقاومت معادل برابر مقاومت هر شاخه تقسیم بر تعداد شاخه‌هاست؛ ولتاژ دو سر هر شاخه برابر ولتاژ منبع است.
  • توان الکتریکی: P = V × I
۴. مقادیر مرجع برای بررسی
وضعیتمقاومت معادلجریان کلولتاژ هر لامپ
دو لامپ ۱۰Ω سری، منبع ۶V، کلید بسته۲۰Ω۰٫۳۰۰A۳V
دو لامپ ۱۰Ω موازی، منبع ۶V، کلید بسته۵Ω۱٫۲۰۰A۶V
دو لامپ ۱۰Ω سری، منبع ۶V، کلید باز۲۰Ω در مدل۰A۰V روی مقاومت‌ها במודל

در مدار باز، جریان صفر است. نمایش ولتاژ هر لامپ در این مدل ساده‌شده است و برای تحلیل پیشرفتهٔ ولتاژ دو سر کلید باز طراحی نشده.

۵. دفتر آزمایش و خروجی داده‌ها
  • پس از تنظیم شرایط، «ثبت این آزمایش» را بزن تا مقادیر به دفتر آزمایش اضافه شوند.
  • نمودار جریان ثبت‌های موجود را نشان می‌دهد.
  • «خروجی CSV» داده‌ها را برای باز کردن در نرم‌افزار صفحه‌گسترده ذخیره می‌کند.
  • «پاک‌کردن دفتر» ثبت‌های فعلی را حذف می‌کند؛ پیش از آن در صورت نیاز CSV بگیر.
۶. نصب به‌صورت اپ وب (PWA)
  1. فایل‌های بستهٔ PWA باید روی یک وب‌سایت امن با HTTPS میزبانی شوند؛ بازکردن فایل HTML به‌تنهایی، نصب PWA و Service Worker را فعال نمی‌کند.
  2. پس از انتشار، در Chrome اندروید صفحه را باز کن و از منوی مرورگر «Install app» یا «Add to Home screen» را انتخاب کن؛ نام گزینه ممکن است بسته به نسخه فرق کند.
  3. برای کارکرد آفلاین، ابتدا باید یک بار صفحه در حالت آنلاین بارگذاری شود تا فایل‌ها در حافظهٔ مرورگر ذخیره شوند.

این بسته آمادهٔ میزبانی است، اما هنوز روی دامنه‌ای منتشر نشده و به‌خودی‌خود فایل APK اندروید نیست.

۷. محدودیت‌های علمی نسخه

این شبیه‌ساز آموزشی از مدل مدار مقاومتی ایده‌آل استفاده می‌کند: باتری و سیم‌ها ایده‌آل‌اند و مقاومت هر لامپ ثابت فرض می‌شود. قطعات را نمی‌توان با سیم‌کشی آزاد جابه‌جا کرد؛ الگوهای سری و موازی استاندارد مدل می‌شوند. نتیجهٔ آزمون‌های داخلی، درستی همان حالت‌های برنامه‌ریزی‌شده را بررسی می‌کند و جایگزین آزمون همهٔ تعاملات در مرورگر نیست.

مسیر آزمایش هدایت‌شده

نسخهٔ ۲.۰

هر مأموریت را انتخاب کن؛ شبیه‌ساز تنظیمات لازم را روی میز مدار اعمال می‌کند. بعد نتیجه را پیش‌بینی کن، مقادیر را بررسی کن و در صورت نیاز آزمایش را ثبت کن.

آزمایش ۱ · مدار سری

دو مقاومت ۱۰Ω، منبع ۶V، کلید بسته. جریان و ولتاژ هر لامپ را بررسی کن.

آزمایش ۲ · مدار موازی

همان باتری و مقاومت‌ها؛ فقط آرایش را تغییر بده. جریان کل چه تغییری می‌کند؟

آزمایش ۳ · کلید باز

مدار سری را با کلید باز بررسی کن. تفاوت ولتاژ منبع و جریان مدار چیست؟

بررسی تنظیمات فعلی

بررسی می‌کند آیا میز مدار با یکی از سه وضعیت استاندارد بالا منطبق است.

برای شروع یکی از سه آزمایش را بارگذاری کن.

۱. میز ساخت مدار

کنترل‌های زنده
بسته
باز / بسته
مقدار در کارت‌های سمت راست نمایش داده می‌شود.
آمپرسنج باید به‌صورت سری در مسیر جریان قرار گیرد.
جریان کل مدار
0.600
آمپر (A)
مقاومت معادل
20.00
اهم (Ω)
ولتاژ هر لامپ
3.00
ولت (V) · مقدار یکسان در مدل
توان کل مصرفی
3.60
وات (W)
در مدار سری، جریان از همهٔ اجزا به یک اندازه عبور می‌کند و ولتاژ منبع بین مقاومت‌ها تقسیم می‌شود.

۶. میز ابزار اندازه‌گیری تعاملی

آمپرسنج و ولت‌سنج

ابزار را انتخاب کن و محل اتصال مجازی آن را تعیین کن. بازخورد نشان می‌دهد اتصال از نظر اصول اندازه‌گیری درست است یا نه. این بخش آموزشی است و مقادیر را با مدل ایده‌آل محاسبه می‌کند.

A
آمپرسنج مجازی
0.300 A
واحد: آمپر (A)
آمپرسنج باید به‌صورت سری در مسیر جریان قرار گیرد.
ایمنی و محدودیت مدل: اتصال اشتباه آمپرسنج به‌صورت موازی در مدار واقعی می‌تواند جریان بسیار بزرگی ایجاد کند و به ابزار آسیب بزند. اینجا فقط پیام آموزشی نمایش داده می‌شود؛ هیچ وسیلهٔ واقعی را به برق وصل نکن.

دربارهٔ پروژه

مشخصات سازنده

نام پروژه: VOLT LAB — آزمایشگاه مجازی مدارهای الکتریکی

طراحی و توسعه: سودابه محمدی یگانه

هدف آموزشی: بررسی مفهومی مدارهای سری و موازی، قانون اهم و روش اتصال آمپرسنج و ولت‌سنج.

محدودیت مدل: باتری و سیم‌ها ایده‌آل و مقاومت لامپ‌ها ثابت فرض می‌شود؛ این برنامه جایگزین تجهیزات آزمایشگاهی یا طراحی آزاد هر نوع مدار نیست.