ماهِيْ الكهرباء
- هُو العَنّْصر الأساسي فِيْ تشغيل جميع الأجهزة المنزلية، على سبيل المثال أجهزة الكَمْبيوتر والغسالات أو الهُواتف، وكذلك الثلاجة وغيرها من الأجهزة.
- إنه تدفق الشحنة الكهربائية فِيْ مكان محدد داخل دائرة كهربائية.
- وحدة التيار الكهربائي هِيْ كولوم فِيْ الثانية، وتسمى أيضًا أمبير، ويمكننا التعبير عَنّْها برمز محدد، وهُو I.
- يمكن أن يكون لها معَنّْى آخر، والذي يعتبر المعَنّْى الأكثر عمومية وكاملة، وهُو معدل تدفق الإلكترونات الكهربائية داخل الموصل.
- تعَنّْي الإلكترونات الجسيمات سالبة الشحنة التي تدخل فِيْ تكوين المواد وتحمي تلك الإلكترونات عَنّْ طريق إبقائها فِيْ جسيمات تلك المواد.
- أيضًا، فِيْ بعض الأحيان لا تتحرك تلك الإلكترونات.
- إذا أردنا تدفق تيار كهربائي، يجب أن تكون الإلكترونات فِيْ حركة منتظمة فِيْ اتجاه واحد، من خلال القوة الدافعة الكهربائية.
- القوة الدافعة الكهربائية هِيْ وحدة فولت.
الخصائص الفِيْزيائية للتيار الكهربائي.
- لكي يمر التيار الكهربائي فِيْ الدائرة الكهربائية، يجب أن تتدفق الإلكترونات فِيْ اتجاه واحد، كَمْا ذكرنا.
- لكي يحدث هذا، يجب أن يكون هناك عمل لتحريك هذا التيار.
- يُعرف هذا باسم الطاقة الكهربائية، حيث يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلَّى طاقة ضوئية.
- الطريقة التي يتدفق بها التيار الكهربائي، حيث يتدفق التيار فِيْ اتجاه واحد فقط، خاصة أنه يستخدم فِيْ الأشياء ذات الجهد المنخفض، مثل البطاريات.
- هناك نوع آخر يسمى التيار المتردد، حيث من المعروف أن هذا النوع يترك فِيْ اتجاهِيْن.
- وحدة التيار الكهربائي هِيْ الأمبير، وكل أمبير يساوي كولوم واحد فِيْ الثانية.
- اتجاه التيار الكهربائي وهُو اتجاه قديم وكان يُعرف بتدفق التيار داخل الدائرة الكهربائية من الجانب الموجب إلَّى الجانب السالب.
- لكي يمر التيار الكهربائي، من المهم استيفاء عدة شروط، بما فِيْ ذلك توفر فرق الجهد بين طرفِيْ التيار، مما يعَنّْي أن هناك فرقًا بين نقطتي إنتاج الإلكترون.
- عَنّْدما يتم استيفاء هذا الشرط، فإن النقطة التي تحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات ترسل تلك الإلكترونات إلَّى النقطة التي تحتوي على عدد أقل.
- عَنّْدما وجد العلماء والباحثون أن نسبة الإلكترونات متشابهة، اخترعوا أشياء يمكن أن تتراكَمْ الإلكترونات بالداخل.
- على سبيل المثال، البطارية، وهذا جيد، حيث يمكنها تشكيل فرق الجهد والتيار الكهربائي بنجاح.
- المقاومة الكهربائية هذا هُو الشرط الثاني الذي يجب استيفاءه لتدفق التيار الكهربائي، ومن المعروف أن المقاومة الكهربائية هِيْ المسار الذي تتدفق من خلاله الإلكترونات.
- هناك أنواع يُسمح للإلكترونات من خلالها بالمرور، والمعروفة باسم الموصلات، والنوع الآخر الذي لا يسمح للإلكترونات بالمرور، والمعروف باسم غير الموصلات.
أمثلة على الخصائص الفِيْزيائية للتيار الكهربائي
هناك بعض الأمثلة التي تعتبر تدريبًا على الخصائص الفِيْزيائية للتيار، بما فِيْ ذلك ما يلي
- أوجد التيار إذا مرت كَمْية من الكهرباء، حوالي 5400 كولوم عبر سلك لمدة 5 دقائق الجواب شدة التيار = 5400 / (60 * 5) = 18 أ.
- أوجد الوقت الذي تستغرقه شحنة كهربائية تبلغ حوالي 60 كولوم لتنتقل عبر سلك بتيار قدره 0.25 أ. الإجابة الوقت = 60 / 0.25 = 240 ثانية.
- أوجد كَمْية الكهرباء التي ستمر خلال السخان إذا كان ناتج الحرارة 45000 وفرق الجهد هُو 225 فولت الجواب الكَمْية الكهربائية = 45000/225 = 200 كيلو وات.
أشكال التيار الكهربائي
التيار الكهربائي هُو تدفق الجسيمات المشحونة، والتيار الكهربائي له نوعان، وهما الآتي
- التيار الكهربائي المستمر يعَنّْي أن التيار يمر من جانب واحد من طرف علوي، وهذا الجانب سلبي إلَّى جانب سفلي، وهذا الجانب موجب.
- علاوة على ذلك، لا تتغير الشدة على طول تدفق الجسيمات.
- هذا النوع من التيار مناسب فِيْ الإلكترونيات الرقمية.
- هذا النوع له رمز محدد، وهُو DC، ويسمى التيار الكهربائي المباشر أو التيار الكهربائي المباشر.
- التيار الكهربائي المتناوب هذا هُو النوع الثاني من التيار الكهربائي الذي تتدفق فِيْه الإلكترونات فِيْ أكثر من اتجاه.
- وتتغير كل خمسين مرة فِيْ الثانية من الموجب إلَّى السالب أو العكس، كَمْا أن الشدة ليست ثابتة أيضًا.
- تستمر هذه الخطوة حتى تنتقل نسبة AC من صفر إلَّى أعلى قيمة ثم تعود إلَّى الصفر فِيْ اتجاه واحد.
- كرر هذه الخطوة فِيْ الاتجاه الآخر.
- وإذا قمنا بتمثيل هذه الخطوات على الرسم البياني، فسنجد أن الرسم أصبح أشبه بموجة وبالتالي يُعرف باسم موجة جيبية.
- هذا النوع له رمز محدد، وهُو AC، ويسمى التيار الكهربائي المتردد أو التيار الكهربائي المتردد.
خصائص التيار الكهربائي المباشر
قد يكون هناك بعض الميزات والمزايا المختلفة لـ DC، بما فِيْ ذلك ما يلي
- يتم استخدامه فِيْ مجموعة متنوعة من التطبيقات، حيث يوجد العديد من التطبيقات التي تعمل بالتيار المباشر.
- يتم استخدامه فِيْ الطاقة الشمسية.
- تُستخدم الخلايا الكهروضوئية فِيْ جميع المجالات التي تحتها، وكذلك للتطبيقات خارج الشبكة.
- يتميز التيار المباشر بقطبته غير العكسية، مما يعَنّْي أن المقابل الموجب موجب، والسالب عكس السالب.
- يمكننا تغيير التيار المتردد إلَّى تيار مباشر من خلال دائرة مقوم الجسر، بالإضافة إلَّى وجود مغناطيسية ثابتة طوال تدفقها فِيْ السلك.
- التردد يساوي صفرًا دائمًا.
- موجة التيار المستمر مستمرة.
خصائص ومزايا التيار المتردد
يحتوي التيار المتردد على العديد من الميزات والخصائص، بما فِيْ ذلك ما يلي
- يمكن تحديد اتجاه تدفق الإلكترون، وكذلك التردد الذي يتغير بمرور الوقت.
- يتم استخدام التيار المتردد فِيْ معلمة.
- عامل القدرة للتيار المتردد هُو صفر أو واحد أو ما بينهما.
- يفِيْد فِيْ حالات تحرك التيارات على مسارات طويلة.
- من خلال توزيع الطاقة الكهربائية، لا يضيع الكثير منها.
- إنه أرخص مقارنة بالكهرباء الحالية المباشرة.
- هناك أنواع من التيار المتردد، وهذه المعلومات غير معروفة لكثير من الناس، من بينها التيار المتردد، وتيار النشر، والتيار المتردد، والتيار الجيبي، وكذلك التيار المتردد، رباعي وثلاثي.
الأجهزة فِيْ منازلنا
- التيار الكهربائي فِيْ الأجهزة المنزلية، مثل التلفاز أو الكَمْبيوتر، هُو التيار المتردد (AC).
- نحتاج إلَّى جعل الأجهزة تعمل بالتيار المتردد، وبما أن الخلايا الشمسية تنتج تيارًا مباشرًا، يجب أن تكون هناك طريقة لتحويل التيار المباشر إلَّى تيار متردد.
- كان العلماء يبحثون عَنّْ طريقة لتحويل التيار وقد توصلوا إلَّى عاكس أو ما يعرف بالعاكس.