التيار الكهربائي والدوائر الكهربائية
الطاقة الكهربائية
هي الوسيلة الأمثل لنقل كميات كبيرة من الطاقة مسافات كبيرة دون ضياع كمية كبيرة منها
وتتم عملية النقل هذه عادة عند فروق جهد كبيرة عبر أسلاك نقل القدرة
توليد التيار الكهربائي
التيار الكهربائي : هو تدفق الجسيمات المشحونة
التيار الاصطلاحي : هو تدفق الشحنات الموجبة
التيار الاصطلاحي
التيار الاصطلاحي هو الاتجاه المعتمد في الدوائر الكهربائية
مضخة الشحنات
المضخة (مصدر الجهد) تعمل على زيادة طاقة الوضع الكهربائي للشحنات
وتحتاج إلى مصدر طاقة خارجة حتى تعمل . مثل :
(1) الخلية الفولتية أو الخلية الجافة (البطارية الجافة) :
تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية
(2) الخلية الفولتية الضوئية (الخلية الشمسية) :
تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية
(3) مولد كهربائي (بوساطة دولاب) :
تحويل الطاقة الحركية للمياة إلى طاقة كهربائية بوساطة المولد
الدوائر الكهربائية
هي أي حلقة مغلقة أو مسار موصل يسمح بتدفق الشحنات الكهربائية
تحويل الطاقة الكهربائية
تتحول طاقة الوضع التي تفقدها الشحنات المتحركة إلى أشكال أخرى للطاقة . مثل :
(1) المحرك : كهربائي - حركي
(2) المصباح : كهربائي - ضوئي
(3) المدفأة : كهربائي - حراري
حفظ الشحنة
الشحنات لا تفنى ولا تستحدث ولكن يمكن فصلها
لذا فإن الكمية الكلية للشحنة (عدد الإلكترونات السالبة والأيونات الموجبة) في الدائرة لا تتغير
معدل تدفق الشحنة وتحولات الطاقة
المعدل
القدرة (P) :
المعدل الزمني لتحول الطاقة وتقاس بوحدة الواط (W)
التيار الكهربائي (I) :
المعدل الزمني لتدفق الشحنة الكهربائية q/t يوحدة الأمبير (A)
قوانين
المقاومة الكهربائية وقانون أوم
المقاومة
درس العالم الالماني أوم (1787-1854) العلاقة بين التيار وفرق الجهد
وتوصل إلى أن التيار الكهربائي يتناسب طردياً مع فرق الجهد
المقاومة الكهربائية (R)
هي الخاصية التي تحدد مقدار التيار الذي سيمر
وتعرف بأنها نسبة فرق الجهد الكهربائي (V) إلى التيار الكهربائي (I)
وتقاس بوحدة الأوم (Ω)
والجهاز المستخدم هو (أميتر)
قانون أوم
العوامل المؤثرة في تغير المقاومة
(1) الطول : طردية
(2) مساحة المقطع العرضي : عكسية
(3) درجة الحرارة : طردية
(4) نوع المادة : حسب نوع المادة
استخدامات المقاومة
النسبة بين فرق الجهد بين طرفي موصل وشدة التيار المار ثابتة للموصل الواحد
تحقق معظم الموصلات الفلزية قانون أوم ، ضمن حدود معينة لفروق الجهد
بعض الأجهزة لا تحقق قانون أوم مثل المصباح والمذياع (الترانزستورات – الصمامات الثنائية (الدايودات))
الاسلاك و المقاومة
مقاومة الاسلاك المستخدمة في توصيل الأجهزة الكهربائية قليلة
الأداة المصممة ليكون لها مقاومة معينة هي المقاومة الكهربائية
نصنع المقاومات من (الجرافيت – أشباه الموصلات – أسلاك طويلة ورفيعة)
التحكم في شدة التيار
يمكن التحكم في شدة التيار الكهربائي (I) عن طريق تغير (V) أو (R) أو كليهما
وتستخدم المقاومات عادة للتحكم في التيار المار في الدائرة الكهربائية أو أجزاء منها
أنواع المقاومات
(1) مقاومة ثابتة
(2) مقاومة متغيرة
أمثلة على استخدام المقاومة المتغيرة
التلفاز
(1) التحكم في الصوت
(2) درجة سطوع الصورة وتباينها
(3) درجة تباين الألوان
جسم الإنسان
جسم الإنسان يوصف بأنه مقاوماً متغيراً
حيث تكون مقاومة الجلد الجاف كبيرة
وإذا أصبح الجلد رطباً فستكون مقامته أقل
(1) 1 mA : صدمة كهربائية خفيفة
(2) 15 mA : فقدان السيطرة على العضلات
(3) 100 mA : الموت الموت الموت
تمثيل الدوائر الكهربائية
ترسم الدوائر الكهربائية غالباً باستخدام رموز معينة لأجزاء الدائرة
التيار الاصطلاحي
إن الشحنة الكهربائية تتدفق خارجة من القطب الموجب للبطارية
التوصيل في الدائرة
(1) التوصيل على التوازي (الفولتمتر) الجهد متساوٍ والتيار يجمع
(2) التوصيل على التوالي (الأميتر) التيار متساوٍ والجهد يجمع
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق