ماهِيْ الكهرباء
- التيار الكهربائي هُو حرمة الجسيمات التي تحمل شحنة كهربائية، وهِيْ إلكترونات سالبة الشحنة أو بروتونات موجبة الشحنة.
- تمامًا مثل الأيونات، فإن التيار الكهربائي هُو أساس علم الكهرباء، والذي يعبر عَنّْ الحركة التي تنتجها ناقلات الشحن داخل الدائرة الكهربائية.
- كَمْا أنه يمثل معدلات تدفق تلك الشحنات من خلال نقطة معينة، وتكون تلك الشحنات سالبة أو موجبة.
- كَمْا أن التيار هُو أيضًا مقياس للشحنات التي تتدفق داخل سلك عبر نقطة معينة، وتمثل هذه الشحنات بالإلكترونات.
أنواع التيار الكهربائي
يوجد نوعان أساسيان من التيار الكهربائي وهما كالتالي
- أولاً، التيار المباشر يختصر هذا النوع من التيار بحرفِيْن DC، مما يعَنّْي التدفق، ولكن فِيْ اتجاه واحد فقط، وهُو اتجاه ثابت.
- يُعرف المصطلح المعطى لهذا النوع من التيار باسم التيار الكلفاني.
- مثلما يتم إنتاج هذا النوع من التيار من خلال البطاريات، وكذلك الخلايا الشمسية.
- يمكن أن تتدفق أيضًا عبر الأسلاك، ويمكنها أيضًا أن تنتقل عبر العوازل، كَمْا تفعل الحزم الأيونية.
- ثانيًا، التيار المتردد حيث يمكن اختصار هذا التيار إلَّى التيار المتردد، وهذا النوع من التيار ينعكس فِيْه اتجاه الشحنات الكهربائية بشكل مستمر ودوري.
- هذا يختلف عَنّْ التيار المباشر، حيث تتدفق الشحنات فِيْ اتجاه واحد.
- التيار المتردد هُو أيضًا شكل من أشكال الطاقة المستخدمة فِيْ المنازل والشركات.
- أيضًا، الإشارات الصوتية، وكذلك إشارات الراديو، هِيْ أمثلة على هذا النوع من التيار المتردد.
نختار لك
وحدة قياس للتيار الكهربائي.
- الأمبير هُو وحدة القياس التي تُعرف بها قوة التيار الكهربائي.
- يتم استخدام هذه الأداة من قبل العديد من العلماء والطلاب والفنيين.
- أطلق على هذه الوحدة اسم العالم الفرنسي أندريه أمبير، لما تتمتع به من مزايا متعددة وجهُود كبيرة فِيْ مجال الكهرباء.
- الأمبير هُو قوة التيار الناتج عَنّْ حركة أو مرور 1 كولوم من الشحنة عبر سلك فِيْ ثانية واحدة خلال عام 2022.
- تم تعريف الأمبير أيضًا على أنه التيار الثابت الذي يمر عبر موصلين بطريقة متوازية ومستقيمة بشكل لا نهائي.
- تم وضعهم على مسافة حوالي متر واحد.
خصائص التيار الكهربائي
لما يعتبر عَنّْصراً هاماً وأساسياً فِيْ تحقيق الدوائر الكهربائية، وكذلك فِيْ عملية إنتاج الكهرباء، وتتضح خصائص التيار الكهربائي فِيْ الآتي
- يتم إنتاج التيار الكهربائي من خلال موصل للطاقة الكهربائية يتم من خلاله تحويل تلك الطاقة إلَّى نوع آخر من الطاقة مثل الحرارة أو الضوء أو الصوت.
- مثال على ذلك أن الطاقة الكهربائية تتحول إلَّى ضوء داخل المصباح، وتتحول إلَّى حرارة فِيْ السخان، وهكذا.
- اتجاه التيار من المعروف أن اتجاه التيار ينتقل من القطب السالب إلَّى القطب الموجب الآخر.
- هذا لخلق فرق واضح فِيْ الجهد الكهربائي، وهذا بين طرفِيْ التدفق.
- لذا فإن القوة الناتجة عَنّْ تلك الإلكترونات فِيْ نقطة معينة أكبر بكثير من القوة عَنّْد الأخرى، والتي تدفع الإلكترونات باتجاه منطقة النقطة الثانية، بعيدًا عَنّْ الأولى.
- المقاومة الكهربائية لكي يتدفق ما يعرف بالتيار، يجب أن يكون المسار الذي تنتقل عبره الإلكترونات متاحًا.
- حيث يوجد عدد من المواد التي تسمح بذلك، بينما هناك بعض المواد الأخرى التي لا تسمح بهذا الأمر.
- تسمى المواد التي توفر عملية التدفق موصلة كهربائياً، وتسمى المواد الأخرى عازلة كهربائياً، وتقاس المقاومة بالأوم.
- سرعة التدفق يتحرك المجال الكهربائي داخل سلك موصل بشكل عشوائي.
- حيث تتحرك الشحنات فِيْ الاتجاه المعاكس لاتجاه المجال مما يعكس العلاقة بين سرعة تدفق الشحنات وسرعة التيار.
التأثير المغناطيسي على التيار الكهربائي.
- التيار الكهربائي فِيْ أي مكان، مهما كان، يتحرك بشكل عشوائي للشحنات الكهربائية، وينتج المجال المغناطيسي من الشحنات الكهربائية المتحركة بشكل عشوائي.
- أو ناتج عَنّْ وجود تيار كهربائي متناوب، ويتميز هذا المجال باحتوائه على سلسلة من الخطوط التخيلية الموجودة حوله، والمعروفة باسم خطوط المجال.
- يعبر كل خط عَنّْ اتجاه هذا المجال، وهُو الاتجاه الذي يتبعه القطب الشمالي الحر داخل المجال المغناطيسي.
- وبالمثل، تظهر أقطاب المجال المغناطيسي فِيْ شكل أزواج، حيث لا يمكن أن يكون لديك قطب مغناطيسي واحد فقط أو قطب واحد فقط.
- هذين القطبين يخلقان حالة من الجاذبية بينهما، وهذا بين القطبين الشمالي والجنوبي، وبين القطبين المتشابهِيْن حالة من التنافر.
قانون أورستد
- عملية تمرير تيار كهربائي عبر سلك ينتج عَنّْه توليد مجالات مغناطيسية فِيْ المنطقة المحيطة.
- حيث أوضح العالم أورستد أنه عَنّْدما يمر التيار الكهربائي عبر الأسلاك، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا حوله.
- ينتج هذا المجال أيضًا تيارًا كهربائيًا آخر.
- عَنّْدما نحرك مغناطيسًا، فِيْ هذه الحالة، هناك نوع من التغيير فِيْ خطوط المجال التي تخترق منطقة ما.
- يتم قياسه فِيْ ويبر.
- إنه شيء يتأخر بسبب التيار، ويعرف هذا النوع من التيار باسم التيار المتولد عَنّْ الحركة.
- يمكن أيضًا توليد التيار الاستقرائي.
- وكذلك تحريك أحد الملفات الكهربائية فِيْ منطقة تكون مغناطيسية أو العكس.
قانون أوم
- ينص هذا القانون على أن التيار المتدفق عبر سلك موصل.
- يتناسب طرديًا مع فرق الجهد الموجود بين طرفِيْ هذا الموصل.
- كَمْا أنه يتناسب عكسيا مع المقاومة.
- تكَمْن أهمية هذا القانون فِيْ وجود علاقة رياضية تربط بين العَنّْاصر المختلفة، وهِيْ التيار والجهد والمقاومة.
- يقاس التيار الذي يمر عبر الموصل بالأمبير، بينما يقاس فرق الجهد بالفولت.
- أيضا، المقاومة تقاس بالأوم.
- وفقًا لقانون أوم، يكون اتجاه التيار فِيْ اتجاه الجزء الموجب.
- لذلك يمكن حساب التيار بقسمة الجهد على المقاومة.
- حيث إن المقاومة فقط هِيْ التي تحدد مقدار التيار الذي يمكن أن يمر عبر سلك الرصاص.
قد يثير اهتمامك