تعريف التيار الكهربائي ومعلومات شامله حوله
تعريف التيار الكهربائي
- هو حركة منتظمة باتجاه واحد بشكل دائري لشحنات سالبة.
- الشحنات السالبة يمكن ان تكون الكترونات او ايونات سالبة
التيار الكهربائي بالمواد الصلبة
- هو حركة منتظمة باتجاه واحد بشكل دائري لاكترونات
التيار الكهربائي بالمواد السائلة
- هو حركة منتظمة باتجاه واحد بشكل دائري لأيونات سالبة
الموصل والعازل
- تتعلق موصلية المواد بميل المادة الى خسارة او ربح الكترونات
- المواد التي تميل الى خسارة الكترونات هي مواد موصلة للتيار الكهربائي. هذه الصفة خاصة بالفلزات (المعادن) لذلك تعتبر الفلزات مواد موصلة للتيار الكهربائي
- المواد التي تميل الى ربح الكترونات هي مواد عازلة للتيار الكهربائي. هذه الصفة خاصة باللافلزات لذلك تعتبر اللافلزات مواد عازلة للتيار الكهربائي.
دوائر كهربائية مفتوحة / مغلقة
- في الدائرة الكهربائية المفتوحة لا يوجد تيار كهربائي لانه يتعذر القيام بدائرة كاملة لذلك لا تعمل الأجهزة المختلفة
- في الدائرة الكهربائية المغلقة يوجد تيار كهربائي في الدائرة الكهربائية لذلك تعمل الأجهزة المختلفة
تماس كهربائي / قصر كهربائي
- التماس الكهربائي هو عبارة عن توصيل طرفي مصدر الجهد دون وجود جهاز كهربائي
- بهذه الحالة يرتفع التيار بشكل مفاجئ لعدم وجود مقاومة
- ارتفاع التيار الكهربائي بشكل مفاجئ يؤدي الى ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفاجئ
- الامر الذي يؤدي الى حدوث شرارة وحريق
العبء الكهربائي
- هو توصيل أكثر من جهاز كهربائي لنفس الدائرة الكهربائية
- عندها لا يمكن للمصدر تحريك تيار كهربائي ليسد الطلب الموجود للأجهزة لذلك يتم قطع التيار الكهربائي من خلال توقف الأمان عن العمل
- للتغلب على هذه المشكلة يجب فصل احد الأجهزة ثم رفع الأمان من جديد
اتجاه التيار الكهربائي
- اتجاه حركة الالكترونات بالدوائر الكهربائية يحدد اتجاه التيار الكهربائي
- اثبتت التجارب ان اتجاه التيار الكهربائي من اتجاه القطب السالب للبطارية باتجاه الاسلاك وحتى اتجاه القطب الموجب
- الا ان العلماء اتفقوا ان يحدد اتجاه التيار الكهربائي بالعكس من اتجاه القطب الموجب باتجاه الأسلاك وحتى اتجاه القطب السالب حتى لا يناقض تحديد اتجاه التيار الكهربائي قواعد وقوانين أخرى بالفيزياء
الأجهزة الكاشفة عن وجود تيار كهربائي: المصباح
هناك ثلاث أنواع من المصابيح مطروحة بالأسواق:
1. مصباح التوهج
2. مصباح الفلوروسنت (النيون)
3. مصباح الLED
- مصباح التوهج يعتبر مبذر للطاقة الكهربائية لانه يحول نسبة ضيئلة فقط من الطاقة الكهربائية الى طاقة ضوئية اما الباقي فيحول الى طاقة حرارية
- مصباح الفلوروسنت يعتبر اكثر نجاعة من مصباح التوهج لانه يستغل نسبة اعلى من الطاقة الكهربائية ويحولها الى طاقة ضوئية الا انه هناك نسبة عالية من الطاقة الكهربائية تتحول الى طاقة حرارية وهذا غير مرغوب به
- يعتبر مصباح الLED أحسن مصباح لانه يستغل قسم كبير جدا من الطاقة الكهربائية ويحولها الى طاقة ضوئية ونسبة قليلة فقط تحول الى طاقة حرارية
- عند توصيل المصباح الى الدائرة الكهربائية يمكن الكشف عن وجود تيار كهربائي: اذا اضاء المصباح هذه دلالة على وجود تيار كهربائي واذا لم يضيء لا يوجد تيار كهربائي. أيضا شدة اضاءة المصباح تدل على شدة التيار الكهربائي: كلما كانت شدة اضاءة المصباح أكبر كان التيار الكهربائي أكبر والعكس بالعكس
الأجهزة الكاشفة عن وجود تيار كهربائي: جهاز الأمبيرميتر
- جهاز الأمبيرميتر هو جهاز يقيس شدة التيار الكهربائي ويعبر عن التيار بواسطة ارقام تظهر على شاشة الجهاز.
- اذا اظهر الجهاز قراءة صفر هذا معناه عدم وجود تيار كهربائي بالدائرة الكهربائية اما اذا اظهر الجهاز قراءة موجبة هذا معناه وجود تيار كهربائي بالدائرة واذا اظهر الجهاز قراءة سالبة هذا معناه وجود تيار كهربائي لكن توصيل الجهاز غير صحيح يجب تبديل الأسلاك لأقطاب البطارية (السلك الذي يصل بين الجهاز والقطب السالب يجب ان يصل بين الجهاز والقطب الموجب)
- هناك نوعان من أجهزة الأمبيرميتر: جهاز أمبيرميتر يقيس تيار كهربائي عالي نسبيا؛ هذا الجهاز ا يستطيع قياس التيار الكهربائي الضعيف حتى ولو وجد
- وجهاز ميكرو أمبيرميتر هذا الجهاز يستطيع قياس التيار الكهربائي المنخفض لكنه لا يستطيع قياس التيار الكهربائي المرتفع اذا تم توصيله بدائرة ذات تيار كهربائي مرتفع ممكن ان يؤدي الأمر الى تعطل الجهاز وعدم صلاحيته للعمل.
الأجهزة الكاشفة عن وجود تيار كهربائي: البوصلة
- يمكن استخدام البوصلة التي تستخدم لتحديد الجهات الأربع للدلالة على وجود او عدم وجود تيار كهربائي وذلك لان البوصلة تشير الى اتجاه حقل مغناطيسي
- حول كل تيار كهربائي يتشكل حقل مغناطيسي واذا قربنا البوصلة من هذا الحقل المغناطيسي فان ابرة البوصلة سوف تنحرف وتغير اتجاها
مفهوم التيار الكهربائي
- من تعريف التيار الكهربائي يمكن استخلاص مفهوم له بان التيار الكهربائي هو عبارة عن كمية الشحنة المارة خلال وحدة زمنية محددة تقاس بالثواني
- كلما ازدادت كمية الشحنة كلما ازداد التيار الكهربائي
- كلما ازداد الزمن كلما قل التيار الكهربائي
العوامل المؤثرة على شدة التيار
- يؤثر على التيار الكهربائي ثلاث عوامل أساسية تتفرع الى عوامل جانبية
1_ مصدر الجهد
2_ المقاومة: تتفرع المقاومة الى ثلاث عوامل أخرى؛ طول السلك، سمك السلك (عرض السلك) والمقاومة النوعية
3_ طريقة التوصيل: يوجد طريقتان لتوصيل الأجهزة الكهربائية، توصيل على التوالي وعلى التوازي
العوامل المؤثرة على شدة التيار: مصدر الجهد
- مصدر الجهد هو الذي يزود الاكترونات بالطاقة ويجعلها تتحرك لتقوم بالتيار الكهربائي
- كلما كان مصدر الجهد أكبر كانت الطاقة التي تحصل عليها الاكترونات أكبر، لذلك تزداد سرعة الالكترونات المارة خلال وحدة زمنية فيزداد التيار الكهربائي
- باختصار كلما ازداد مصدر الجهد كلما ازداد التيار الكهربائي – العلاقة علاقة طردية
العوامل المؤثرة على شدة التيار الكهربائي: المقاومة
- المقصود بالمقاومة إعاقة حركة الالكترونات داخل الاسلاك. لذلك كلما كانت المقاومة أكبر كانت شدة التيار اقل – العلاقة علاقة عكسية
- ولكن هناك ثلاث عوامل تؤثر على المقاومة: طول السلك، عرض (سمك) السلك والمقاومة النوعية وهي صفة خاصة للمادة معناها مدى معارضة المادة لمرور التيار الكهربائي عبرها
العوامل المؤثرة على شدة التيار الكهربائي: المقاومة – طول السلك
- كلما ازداد طول السلك ازدادت الطريق التي ستقطعها الاكترونات لذلك ستصل بوقت اقل لذلك سيقل التيار الكهربائي
- كلما ازداد طول السلك – كلما ازدات المقاومة – كلما قل التيار الكهربائي
- العلاقة التي تربط طول السلك بالمقاومة علاقة طردية والعلاقة التي تربط طول السلك بالتيار الكهربائي علاقة عكسية
العوامل المؤثرة على شدة التيار الكهربائي: المقاومة – سمك السلك
- كلما ازداد عرض السلك توسعت الطريق التي ستمر عبرها الاكترونات لذلك ستمر الكترونات اكثر بنفسالوقت لذلك سيزداد التيار الكهربائي
- كلما ازداد عرض السلك – كلما قلت المقاومة – كلما ازداد التيار الكهربائي
- العلاقة التي تربط عرض السلك بالمقاومة علاقة عكسية والعلاقة التي تربط عرض السلك بالتيار الكهربائي علاقة طردية
العوامل المؤثرة على شدة التيار الكهربائي: المقاومة – المقاومة النوعية
- هي صفة خاصة للمادة معناها مدى معارضة المادة لمرور التيار الكهربائي عبرها
- لذلك كلما ازدادت المقاومة النوعية للمادة المصنوع منها الأسلاك كلما ازدادت المقاومة الكلية للسلك لذلك يقل التيار الكهربائي
- العلاقة التي تربط المقاومة النوعية بالمقاومة الكلية هي علاقة طردية
- العلاقة التي تربط المقاومة النوعية بالتيار الكهربائي هي علاقة عكسية
العوامل المؤثرة على شدة التيار الكهربائي: طريقة التوصيل – على التوالي
- المقصود توصيل أجهزة كهربائية الواحد تلو الأخر
- بذلك تتشكل لدينا دائرة كهربائية واحدة أي تيار كهربائي واحد يمر بجميع المصابيح الكهربائية معا بنفس الوقت
- عند إضافة مصباح آخر للدائرة على التوالي تزداد المقاومة الكهربائية بالدائرة لذلك يقل التيار الكهربائي.
العوامل المؤثرة على شدة التيار الكهربائي: طريقة التوصيل – على التوازي
- المقصود توصيل أجهزة كهربائية الواحد بشكل موازي للآخر
- بذلك تتشكل لدينا عدة دوائر كهربائية أي يوجد لدينا عدة تيارات
- تيار واحد رئيسي يتفرع لعدد التفرعات الموجودة بشكل متوازي
- التيار الرئيسي هو عبارة عن مجموع التيارات الفرعية
- عند إضافة مصباح آخر للدائرة على التوازي يزداد تفرع للدائرة لذلك يزداد تيار إضافي عندها يجب ان يزداد التيار الرئيسي بالدائرة الكهربائية
- عند إضافة مصابيح على التوازي يزداد التيار الرئيسي لان المقاومة الكلية بالدائرة تقل
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق