هل يمكننا تخيل الحياة بدون كهرباء؟ هل من الممكن تخيل حياتنا مستمرة بدون كهرباء؟ بالطبع لا، لأن الكهرباء من أهم العناصر في حياتنا، لذلك من الضروري التعرف على خصائصها الفيزيائية، وسنتحدث في هذا المقال عن الخصائص الفيزيائية للتيار الكهربائي.
ما هو التيار الكهربائي؟
الكهرباء أساس الكهرباء وأساس الدائرة الكهربائية. بدونها، لن تعمل الدائرة. لذلك من المهم معرفة الكهرباء، لأنها تعني الآتي:
- هو العنصر الأساسي في تشغيل جميع الأجهزة الكهربائية، على سبيل المثال، جهاز كمبيوتر، أو غسالة كهربائية، أو هاتف، بالإضافة إلى ثلاجة وأجهزة أخرى.
- إنه تدفق الشحنة الكهربائية في مكان محدد داخل دائرة كهربائية.
- وحدة قياس الكهرباء هي الكولوم في الثانية، أي يُطلق عليها أيضًا الأمبير، ويمكننا التعبير عنها برمز محدد، وهو I.
- يمكن أن يحمل معنى آخر، وهو معنى أكثر عمومية وشمولية، وهو معدل تدفق الإلكترونات الكهربائية داخل الموصل.
- تعني الإلكترونات الجسيمات سالبة الشحنة التي تدخل في تكوين المواد وتحمي الإلكترونات عن طريق تخزينها في جزيئات المواد.
- أيضًا، في بعض الأحيان لا تتحرك الإلكترونات.
- إذا أردنا أن يتدفق تيار كهربائي، فيجب جعل الإلكترونات تتحرك في اتجاه واحد، بواسطة القوة الدافعة الكهربائية.
- القوة الدافعة الكهربائية هي وحدة قياس بالفولت.
شاهدي أيضاً: ما هي قرارات مجلس النواب الجديدة بشأن معاقبة سرقة الكهرباء؟
الخصائص الفيزيائية للكهرباء
تعد الخواص الفيزيائية للتيار الكهربائي مهمة جدًا، لذا من الضروري معرفتها، وتشمل هذه الخصائص ما يلي:
- لكي يتدفق التيار الكهربائي عبر دائرة كهربائية، يجب أن تتدفق الإلكترونات في اتجاه واحد، كما ناقشنا.
- لكي يحدث هذا، يجب أن يكون هناك عمل لتحريك هذا التيار.
- يُعرف هذا باسم الطاقة الكهربائية، لأن الطاقة الكهربائية تتحول إلى طاقة ضوئية.
- الطريقة التي يتدفق بها التيار الكهربائي، لأن التيار يتدفق في اتجاه واحد فقط، خاصة أنه يستخدم في الأشياء ذات الجهد المنخفض، مثل البطاريات.
- هناك نوع آخر يسمى التيار المتردد، لأن هذا النوع معروف بأنه يتدفق في كلا الاتجاهين.
- يتم تعريف شدة التيار الكهربائي على أنها أمبير، وكل أمبير يساوي واحد كولوم في الثانية.
- اتجاه الكهرباء هو اتجاه قديم ويعرف بتدفق التيار في الدائرة الكهربائية من الجانب الموجب إلى الجانب السلبي.
- من أجل تمرير تيار كهربائي، من المهم استيفاء عدة شروط، بما في ذلك وجود فرق جهد بين طرفي التيار، مما يعني أن هناك فرقًا بين النقطتين اللتين تنتجان الإلكترونات.
- عندما يتم استيفاء هذا الشرط، فإن النقطة التي تحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات تطلق إلكترونات إلى النقطة مع شحن أقل.
- عندما وجد العلماء والباحثون أن نسبة الإلكترونات هي نفسها، اخترعوا أشياء يمكن أن تجمع الإلكترونات في الداخل.
- على سبيل المثال، البطارية، وهي جيدة، لأنها يمكن أن تخلق فرقًا محتملاً وتدفقًا ناجحًا للكهرباء.
- المقاومة الكهربائية هذا هو الشرط الثاني الذي يجب استيفاءه حتى يتدفق التيار الكهربائي، ومن المعروف أن المقاومة الكهربائية هي المسار الذي تتدفق من خلاله الإلكترونات.
- هناك أنواع تسمح بنقل الإلكترونات من خلالها تُعرف باسم الموصلات، وأنواع أخرى لا تسمح بنقل الإلكترونات وتُعرف باسم غير موصل.
أمثلة على الخصائص الفيزيائية للكهرباء
هناك بعض الأمثلة التي تعتبر تمرينًا على الخصائص الفيزيائية للتيار، بما في ذلك ما يلي:
- أوجد التيار إذا مرت كمية من الكهرباء، حوالي 5400 كولوم، عبر السلك في 5 دقائق؟ الجواب: شدة التيار = 5400 / (60 * 5) = 18 أ.
- أوجد الوقت اللازم لتدفق شحنة كهربائية مقدارها حوالي 60 كولوم بين سلك 0.25 أمبير؟ الجواب: الوقت = 60 / 0.25 = 240 ثانية.
- أوجد كمية الكهرباء التي تمر عبر السخان إذا كانت الطاقة الحرارية 45000، وفرق الجهد هو 225 فولت؟ الجواب: كمية الكهرباء = 45000/225 = 200 كيلو وات.
اشكال الكهرباء
الكهرباء هي تدفق الجسيمات المشحونة، والكهرباء نوعان، وهما كالتالي:
- التيار الكهربائي الثابت: يعني أن التيار يمر في اتجاه واحد من طرف مرتفع، وهذا هو الجانب السلبي إلى النهاية السفلية، وهذا هو الجانب الموجب.
- بالإضافة إلى ذلك، لا تتغير الشدة طوال مسار الجسيمات.
- يعتبر هذا النوع من التيار مناسبًا للإلكترونيات الرقمية.
- هذا النوع له رمز محدد، وهو DC، ويسمى التيار المباشر أو الكهرباء المباشرة.
- التيار الكهربائي المتردد: هذا هو النوع الثاني من التيار الكهربائي حيث تتدفق الإلكترونات في أكثر من اتجاه.
- يتغير كل خمسين مرة في الثانية من الطرف الموجب إلى الطرف السالب أو العكس، بالإضافة إلى حقيقة أن الشدة أيضًا غير ثابتة.
- تستمر هذه الخطوة حتى تنتقل نسبة التيار المتردد من الصفر إلى القيمة القصوى ثم تعود إلى الصفر مرة أخرى في اتجاه واحد.
- كرر هذه الخطوة في الاتجاه الآخر.
- إذا قمنا بتمثيل هذه الخطوات في رسم بياني، يمكننا أن نرى أن الرسم البياني يصبح أشبه بموجة، وبالتالي يُعرف باسم موجة جيبية.
- هذا النوع له رمز محدد، وهو التيار المتردد، ويسمى التيار المتردد أو التيار المتردد.
اقرأ أيضًا: وحدة قياس الطاقة الكهربائية
مزايا التيار الكهربائي المستمر
يمكن أن يكون للتيار المستمر عدة خصائص ومزايا مختلفة، بما في ذلك ما يلي:
- يتم استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات، حيث توجد العديد من التطبيقات التي تعمل على تيار مستمر.
- تستخدم الطاقة الشمسية.
- تُستخدم الخلايا الكهروضوئية في جميع هذه المجالات، بالإضافة إلى التطبيقات خارج الشبكة.
- يتميز التيار المباشر بأنه غير قطبي، مما يعني أن الموجب والسالب يساوي السالب.
- يمكننا تغيير التيار المتردد إلى تيار مباشر من خلال دائرة جسر المعدل، بالإضافة إلى أنه يتمتع بمغناطيسية دائمة طوال مساره في السلك.
- التردد دائما صفر.
- موجة التيار المباشر لها شكل مستمر.
خصائص ومزايا التيار المتردد
للتيار المتردد العديد من الخصائص والمزايا، منها ما يلي:
- يمكن تحديد اتجاه تدفق الإلكترون، بالإضافة إلى حقيقة أن التردد يتغير مع مرور الوقت.
- يتم استخدام التيار المتردد كمعامل.
- عامل القدرة للتيار المتردد هو صفر أو واحد أو بينهما.
- يفيد في حالات مرور التيارات على مسارات طويلة.
- عندما يتم توزيع الطاقة الكهربائية، لا يضيع الكثير منها.
- إنه أرخص مقارنة بالكهرباء التي تعمل بالتيار المستمر.
- هناك أنواع من التيار المتردد، وهذه المعلومات لا يستخدمها كثير من الناس، وتشمل الأنواع التيار المتردد، والمنشار، والتيار المتردد الجيبي، بالإضافة إلى التيار المتردد رباعي الاتجاهات وكذلك المثلث.
الأجهزة في منزلنا
لا يوجد منزل بدون أجهزة كهربائية، لذلك من المهم معرفة كيفية تدفق هذه الأجهزة على النحو التالي:
- الكهرباء التي تتدفق عبر الأجهزة المنزلية، مثل أجهزة التلفزيون أو أجهزة الكمبيوتر، هي تيار متردد (AC).
- نحتاج إلى تشغيل الأجهزة على التيار المتردد، وبما أن الخلايا الشمسية تنتج تيارًا مباشرًا، يجب أن تكون هناك طريقة لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد.
- بدأ العلماء في البحث عن طريقة لتحويل التيار وإنشاء عاكس، أو يسمى العاكس.
انظر من هنا: موضوع عن التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي
وصلنا إلى نهاية مقالنا، حيث نشرح الخصائص الفيزيائية للتيار الكهربائي، بالإضافة إلى أنواع ذلك التيار وخصائص ومميزات كل نوع، وأخيراً نشرح أهمية التيار الكهربائي في حياتنا. . التي بدونها لا نستطيع أن نجد الحياة.