معلومات مبسطه حول الدائرة الكهربائية

معلومات مبسطه حول الدائرة الكهربائية

الموصلات والعوازل

تقسم المواد من حيث توصيلها للتيار الكهربائي إلى ثلاثة أقسام, وهي:

المواد الموصلة

وهي المواد التي تسمح بمرور التيار الكهربائي عبرها مثل المعادن بمختلف أنواعها.

ويرجع السبب في ذلك إلى تركيبها الذري حيث تحتوي على عدد هائل من الالكترونات الحرة القابلة للحركة تحت تأثير قوة خارجية كمصدر جهد كهربائي او بطارية كما موضح في الشكل.

المواد العازلة

هي المواد التي لا يسمح بمرور التيار الكهربائي عبرها مثل الخشب والزجاج والمطاط والبلاستك. ويرجع السبب في ذلك إلى تركيبها الذري حيث تحتوي على عدد قليل جدا من الالكترونات الحرة القابلة للحركة تحت تأثير جهد كهربائي كما موضح في الشكل.

للمواد العازلة أهمية كبيرة في الأنظمة الكهربائية نظرا لاستعمالاتها المتعددة. فمثلا, يستخدم البلاستيك في تغطية الأسلاك الكهربائية لحمية الإنسان من الصدمة الكهربائية.

مفهوم التيار, الجهد الكهربائي والمقاومة الكهربائية

الجهد الكهربائي

لكي يمر تيار كهربي في دائرة ما فانه يجب أن يكون بين طرفي هذه الدائرة فرق جهد كهربائي أو ما يسمى أيضا بالضغط الكهربائي , ومعنى كلمة فرق الجهد ان يكون احد طرفى الدائرة به زيادة فى الالكترونات بينما الطرف الاخر به نقص فى الالكترونات , وعلى ذلك تنتقل الالكترونات الحرة من الطرف الذى به زيادة فى الالكترونات الى الطرف الذى به نقص فى الالكترونات ونتيجة تحرك هذه الالكترونات ينشأ التيار الكهربى فى الدائرة. يعتبر فرق الجهد بين نقطتين في موصل هو مقدار الشغل المنجز لكي يتم نقل كولوم واحد من الشحنة من نقطة الأولى إلى نقطة الأخرى. لكي تنتقل الشحنات الكهربية يجب أن يتوفر فرق جهد يمثل القوة التي تدفع هذه الشحنات إلى التحرك من مكان إلى أخر داخل الموصل.

التيار الكهربائي

تحتوي الالكترونات ذات الشحنات السالبة على طاقة كامنة تجعلها تتحرك بصورة دائمة وعشوائي في جميع الاتجاهات كما هو واضح في الشكل.

ولكن عند وضع فرق جهد كهربي بين أطراف الموصل, بحيث يكون احد الأطراف موجبا ولآخر سالبا, فان الالكترونات تبدأ في التحرك باتجاه القطب الموجب وذلك لخاصية انجذاب الشحنات المختلفة كما هو في الشكل.

حركة الالكترونات الحرة من القطب السالب إلى القطب الموجب تسمى بالتيار الكهربي ويرمز له بالرمز I ويقاس بوحدة الامبير (A). ويكون التيار المار في موصل هو معدل سريان الشحنات بالنسبة إلى الزمن:

الدائرة الكهربائية

žقانون أوم

žقانون أوم هو مبدأ أساسي في الكهرباء، أطلق عليه هذا الاسم نسبة إلى واضعه "جورج سيمون أوم".
يقول هذا القانون أن جهد التوتر الكهربائي بين طرفي ناقل معدني يتناسب طرديا مع شدة التيار الكهربائي المار فيه.

ويمكن تشبيه ذلك إذا وصلت بطارية له قوة دافعة كهربائية V بين طرفي سلك نحاسي له مقاومة معينة ويسري فيه تيار كهربائي, فيكون السلك النحاسي كمقاومة والبطارية كقوة دافعة كهربائية تقوم بمقاومة السلك النحاسي R حتى يسري التيار الكهربائي إلى الطرف الأخر للسلك.

الدائرة الكهربائية

žتنتج دارة كهربائية عن توصيل عدة أجهزة ثنائية الأقطاب مع بعضها بحيث تكون شبكة مغلقة حتى تعمل. ولتبسيط ذلك نأخذ دارة بسيطة تتكون من بطارية ومصباح ومفتاح. عند غلق الدارة تلاحظ إضاءة المصباح وذلك بسب مرور تيار كهربائي.

žسميت الدارة الكهربائية بـِدارة لأن تيار كهربائي لا يسري في الدارة إلا إذا كانت الدارة مغلقة مثل الدائرة. وسميت بـِكهربائية لأن عملها يعتمد على الكهرباء. انظر كهرباء.

ž