U3F1ZWV6ZTI0NTU5NDU2MzIwOTE3X0ZyZWUxNTQ5NDIyODcyNDQ4MA==

التيار الكهربي Electric Current


التيار الكهربي Electric Current


التيار الكهربي هو شحنة كهربية تتحرك في موصل بواسطة قوة دافعة كهربية او فرق
جهد في الدائرة وقد نشعر به على شكل وخزة كهربية تصيبنا في الشتاء كما في الكهرباء الاستاتيكية وقد يتمثل في صاعقة كهربية مثل التي تحدث في البرق ولكن ما يعنينا هنا هو التيار المتولد في البطاريات وانواع المولدات الكهربية المختلفة وابضا الخلايا الشمسية ، والتيار الكهربي مقياس لكمية الشحنات  او الالكترونات التي تمر بالموصل الكهربي خلال وحدة زمنية معينة ، وعموما فاننا تحصل على تيار كهربي عند تحرك حاملات الشحنات سواء كانت شحنات سالبة مثل الالكترونات او الثقوب holes والتي نجدها بالتحديد في اشباه الموصلات   وحدة قياسه هي الامبير(A) وببساطة فنقول ان التيار يساوي 1 أمبير عندما تمر شحنة مقدارها 1 كولوم في زمن قدره 1 ثانية ، ونتذكر من موضوع (الالكترونات والبروتونات والنيوترونات) ان 1 كولوم =6.241×1018الكترون بمعنى اننا عندما نمتلك 6.241×1018   الكترون يمروا في موصل خلال ثانية واحدة فان شدة التيار المار بهذا الموصل تكون 1 أمبير تخليدا لجهود العالم الفرنسي أندريه ماري أمبير(Andr’e Marie Amp’ere) ورمز شدة التيار  (I) وهو الرمز كان يستحدمه العالم امبير ، 1 ampere = 1 coulomb / 1 second

والتيار الكهربي من المفاهيم الاساسية التي لا بد من معرفتها ـ فالاجهزة الكهربية او
 الالكترونية تعمل بهذا المفهوم وهو جوهر علم الكهرباء ، سواء كان سخان كهربائي ،
 أو نظامًا معقدا للشبكة الكهربائية ، أو هاتفًا محمولًا ، أو كمبيوترًا ، أو حساس يعمل 
عن بعد  أو أيًا كان ، فإن مفهوم التيار الكهربائي أمر أساسي في تشغيله.
 

سرعة انجراف الالكترون 




سرعة الانجراف هي متوسط ​​السرعة التي يصل إليها الجسيم وفي حالتنا هنا الجسيم هو الإلكترون ، كما علمنا ان التيار هو معدل تدفق الشحنات في الموصل / لذا نجد انه يتحكم فيه عدة عوامل وهي مساحة المقطع(A) وكثافة الشحنة وهي عدد الالكترونات (n) في المتر المكعب وسرعة انجراف الالكترونات (v) وتقاس بال   (m/s) وايضا قيمة الشحنة الموجودة (q) وتقاس بالكولوم c وهناك علاقة تربطهم كالتالي :
I = vAnq وبحسبة بسيطة نجد ان سرعة انجراف الالكترون قليلة للغاية (حوالي
250 ميكروميتر/ثانية في حالة التيار المستمر اما في حالة التيار المتردد نجد انها تقل
مائة مرة حتي تصل الى الف مرة اقل اي حوالى 0.25 ميكروميتر/ثانية ) !!! ونجد
ايضا ان سرعة الانجراف في حالة التيار المستر تزداد بزيادة الجهد اما في حالة التيار المتردد نجد انها تقريبا ثابتة ، وبمقارنة سرعة الضوء وسرعة الالكترون نجد ان العنصر الرئيسي في الضوء هو الفوتون وان الالكترون مستحيل ان يسير بنفس السرعة ببساطة لان له كتلة وان كانت صغيرة جدا جدا فانها كافية لمنعه من السير بسرعة 300 مليون متر / ثانية  فبالتالي فلا يوجد مبرر او اي معوق يجعل الفوتون بطيء عكس الالكترون ، في نفس الوقت نجد انه عندما نضغط على مفتاح الكهرباء تعمل اللمبة او الجهاز في نفس الوقت ؟؟؟ فكيف هذا اذن ؟؟!!
الحقيقة ان هناك عامل اخر هو المتسبب في ذلك ويسمي بسرعة انتشار المجال ، فالالكترون عند نطبيق فرق جهد على الموصل فانه يشع مجالا كهرومغناطيسيا كما علمنا سابقا ، هذا المجال هو الذي يتسبب في السرعة العالية التي تصل بها الكهرباء الى الاجهزة بالمنازل وتسمي سرعة انتشار المجال Speed of field
propagation  ، الحقيقة ان الموجات الكهرومغناطيسية تنتشر بنفس سرعة الضوء (الضوء نفسه موجة كهرومغناطيسية) ومع ذلك فان انتشار الموجات (تسمى ايضا اشارات) يختلف باختلاف الوسط الذي تنتشر فيه ، فاذا كان الضوء ينتشر بسرعة 300 مليون متر / ثانية  ، فان باقي الموجات من هذا النوع تنتشر بسرعة تتراوح من 50 الى 90% من سرعة الضوء حسب جودة الموصل الكهربي ، لأن تأثير الموجات الكهرومغناطيسية أو الإشارة ينتشر ، ليس بسرعة الضوء ، ولكن بسرعة كبيرة بما يكفي لإدراك أنه فوري. وهنا نجد  التفسير الذي يوضح سبب عمل اللمبات او الاجهزة في نفس اللحظة التي يتم فيها ايصال التيار الكهربي لها ،
 

Effects of current تاثير مرور التيار الكهربي

·   التاثير الحراري :- من العلامات التي تدل على مرو  تيار كهربي في موصل


 هو ارتفاع درجة حرارة الموصل ، فعند مرور تيار كهربي ترتفع درجة حرارته
 ومن المفترض ان يكون هذا  الارتفاع بنسبة مقبولة تتناسب مع شدة التيار المار
 ومساحة مقطع الموصل الذي يمر به هذا التيار ،وقد استفاد العلماء من هذه 
الظاهرة في جميع الاجهزة التي تعطينا حرارة مثل السخانات والكوايات .... الخ  
·   التاثير المعناطيسي :- عند مرور تيار كهربي في موصل فانه ينتج مجالا 


مغناطيسيا حول السلك (طبقا لقانون 
اورستد) وهو ما يمكن الاستفادة منه
 في عمل مغناطيس كهربي كما في
 مبدأ عمل الكونتاكتورات والريليهات 
وايضا يمكن الاستفادة منه كما في 
مكبرات الصوت بتحويل التيار الكهربي
 في ملفات الي مجال مغناطيسي 
ثم تحويله الى اهتزازت ومنها الى صوت مكبر عبر مكبرات الصوت
 وايضا كما في الاجراس الكهربية . 


 
 وبهذا نكون قد انتهينا ولله الحمد ، ونامل ان يكون الموضوع
 حاز اعجابكم وفيه فائدة ولو بسيطة ، شكرا لكم ونسألكم الدعاء 



المصادر
تعليقات
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق

إرسال تعليق

الاسمبريد إلكترونيرسالة