الرئيسية » الموسوعة الكيميائية » التيار الكهربائي Electrical Current

التيار الكهربائي Electrical Current

او انتقال الشحنة الكهربائية خلال الموصل و تعرف كثافة التيار الكهربائي I بأنها شدة التيار المار خلال وحدة المساحات عند مقطع ما في المادة و ترتبط بشدة المجال الكهربائي E المؤثر بالعلاقة

J = –σ E

حيث ثمثل σ الموصلية الكهربائية النوعية للمادة و هي تعتمد على كل من شحنة الإلكترون E و عدد الإلكترونات في وحدة الحجوم n ( كثافة الشحنة ) و متوسط سرعة الدفع μ و تعرف بالتحركية .

يقاس معدل جريان التيار الكهربائي بالأمبير نسبة للعالم الفرنسي اندري ماري أمبير الذي ساهم في دراسة الديناميكا الكهربائية في أواخر القرن التاسع عشر . فالأمبير الواحد من التيار الكهربائي يعادل 6 مليار مليار إلكترون في الثانية الواحدة مارة خلال نقطة . و  الفارق في الشحنة بين نقطتين يولد قوى و هذه القوى تعرف باسم الجهد الكهربائي و هي التي تدفع التيار للأمام . يقاس الفرق في الجهد بوحدة الفولت و سميت نسبة إلى العالم الإيطالي أليساندرو فولتا .فمثلا البطارية العادية ممكن أن تعطى فرق جهد مقداره 1.5 فولت .

في بعض المواد يجري التيار الكهربائي بكل سهولة و لكن ذلك لا ينطبق على جميع المواد . فالمواد السائلة ، الصلبة أو الغازية التي تحمل التيار الكهربائي تعرف باسم الموصلات ، فالعديد من المعادن مثل النحاس و الفضة تعتبر موصلات جيدة للتيار الكهربائي .

و بغض النظر عن بعض الحالات الخاصة التي تصبح فيها المادة ذات موصلية فائقة ، فإن جميع المواد الموصلة تعيق من حركة الإلكترونات و لكن بدرجة قليلة ، و هذه الظاهرة تعرف بالمقاومة و تقاس بوحدة  الأوم و هي نسبة للعالم الألماني جورج سيمون أوم . و ينص قانون أوم على أن شدة  التيار الكهربائي( I ) المار في موصل يساوي فرق الجهد ( V ) مقسوما على المقاومة ( R ) حيث تقاس شدة التيار بالأمبير ( A ) . أما القدرة الكهربائية فإنها تقاس بوحدة الواط نسبة للعالم الإسكتلندي جيمس واط , و هي تساوي فرق الجهد مضروبا في شدة التيار .

 

الموصلات والعوازل:

أي ماده يسري فيها التيار الكهربائي تسمى مادة موصلة كالمعادن وأشهرها الفضة والنحاس والذهب.

أم المادة العازلة فهي تلك التي لايسري بها التيار الكهربائي كالمطاط والخشب الجاف والبلاستيك والزجاج.

ففي التوصييلات المنزلية تستخدم أسلاك معزولة بالبلاستيك أو المطاط أو بمادة البولي فينيل وتوضع داخل انابيب عادلة مصنوعة من البلاستيك ثم تدفن داخل الحائط المنزلي, كذلك تصنع المفاتيح الكهربائية والغلايات الكهربائية الخ… من مواد عازلة كهربائيا.

 

كيفية سريان التيار الكهربائي المستمر:

إن اسلاك الناقلة تتألف من ذرات وكل ذرة يوجد في نواتها بروتونات موجبة الشحنة يدور حولها الكترونات سالبة الشحنة, فإذا وصلنا طرفي بطارية بسلك ناقل للكهرباء فإن الالكترونات الحرة في المدارات الخارجية لذرات السلك تندفع الى الطرف الموجب للبطارية وفي الوقت نفسه تندفع الالكترونات من الطرف السالب للبطارية الى ذرات السلك وبهذا يمر التيار الكتروني في اتجاهه من القطب السالب للبطارية الى القطب الموجب خلال السلك.

التيار الإصطلاحي:

أصطلح على أن اتجاه التيار من القطب الموجب إلى القطب السالب بعكس التعريف السابق لمرور التيار.

أنواع التيار الكهربائي:

هناك نوعان أساسيان من التيار الكهربائي:

اولا: التيار المستمر:

وفيه يسري التيار الكهربائي في اتجاه واحد من الطرف الموجب الى الطرف السالب ونحصل عليه من البطاريات والمحولات المستمرة.

ويستخدم عادة التيار المستمر في جميع الأجهزة الأليكترونية مثل الراديو والتلفزيون وأجهزة الكمبيوتر. وتكون عادة هذه الأجهزة موصلة بالكهرباء (220 فولت) فيقوم المحول بخفض قيمة الجهد وتحول دائرة كهربائية صغيرة التيار المتردد إلى مستمر

ثانيا: التيار المتردد:

التيار المتردد: وفيه يتغير اتجاه التيار عدة مرات محدودة في الثانية الواحدة ويطلق علي عدد مرات التغير (التردد) وهي تتراوح بين 50-70 ذبذبة في الثانية ويمكن الحصول عليها من المحولات المترددة.

والتيار المتردد هو التيار الأكثر استخداما لأسباب منها سهولة نقله وسهولة رفع وخفض جهد التيار الكهربائي عن طريق المحولات.

توليد الكهرباء:

تقوم المولدات الضخمة بتحويل الطاقة الميكانيكية للمحركات الى طاقة كهربائية هذه االطاقة الناتجة تكون بحدود 11000 الى 20000 فولت (11-20 كيلو فولت) فيدخل الكهرباء الى محول رفع يقوم بعملية رفع للفولت تصل الى 220000فولت (220 كيلو فولت) والسبب في رفع الفولت هو تخفيض قيمة التيار الكهربائي حتى يساعد في عملية التوصيل لمسافات بعيدة دون الحاجة الى اسلاك سميكة تستهلك كميه كبيره من النحاس وترتفع بذلك كلفة التوصيل اضافة الى ذلك استهلاك جزء كبير من التيار على شكل حرارة ناتجه من الاسلاك. (لذلك يستخدم الجهد العالي لتيار ضعيف عندما ترسل الطاقة الكهربائية لمسافات بعيدة)

وحدة قياس الجهد الكهربائي هو الفولت ويرمز بالرمز V:

1 KV (Kilo Volt)= 1000 V

وحدة قياس شدة التيار الكهربائي هو الأمبير ويرمز بالرمز A

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

ماذا يعني الرمز TC الموجود على الدورق الحجمي و الرمز TD الموجود على الماصة؟

يمكن تقسيم الأدوات الزجاجية الحجمية إلى فئتين: تلك المصممة لاحتواء كمية محددة من السائل وتلك …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.