التيار الكهربائي و وحدة قياس التيار الكهربائي هو أول درس في فيزياء 3ث حيث يتم دراسة تعريف التيار الكهربائي وكيفية حساب شدة التيار و أنواع التيار المستمر و المتناوب (المتردد) . قبل البدأ في الكهربية التيارية لابد من تذكر بعض المفاهيم من الكهربية الساكنة.
ملخص مفاهيم من الكهربية الساكنة
- نوعين من الشحنات الكهربية (موجبة و سالبة)
- الشحنات المختلفة تتجاذب و المتشابهة تتنافر
- عندما تتحرك كمية من الشحنات (كمية الكهربية) يتكون تيار كهربي
تعريف التيار الكهربائي
يعرف علي أنه فيض من الشحنات الكهربية التي تسري خلال مقطع من موصل. هناك ثلاثة نقاط في التعريف. أولا: الألكترونات هي الشحنات الكهربية طالما ذُكِر الموصل. ثانيا: شرط الحركة (الكهربية التيارية). و أخيراً : وجود موصل و ليس عازل فالعازل لا يُمرر التيار الكهربي. فهل التيار متساوي في جميع الأجهزة الكهربية؟ لا تختلف شدة التيار الكهربي في الأجهزة المختلفة.
شدة التيار الكهربائي
لفهم التيار الكهربائي و شدته و أنواعه نبدأ بشدة التيار الكهربي. شدة التيار الكهربي تتناسب طرديا مع كمية الكهربية و عكسيا مع الزمن
العلاقة بين شدة التيار والزمن
و بالتالي
تعريف شدة التيار الكهربي (الكهربائي): تقدر بكمية الكهربية المارة في مقطع من موصل في زمن قدره واحد ثانية.
وحدة قياس شدة التيار
يقاس بالأمبير و شدة التيار الكهربي يقاس بجهاز الأميتر الذي يوصل في الدائرة على التوالي مع المكون المراد قياس التيار به. التيار الكهربي ببساطة داخل الموصل يعني فيض من الالكترونات التي تسير في السلك.
سرعة الالكترون
للألكترون سرعتان العشوائية و الإنجرافية. لكن علينا الاجابة أولا لماذا تتحرك الألكترونات في السلك؟ الألكترونات في حالة حركة عشوائية التي لا ينشأ عنها تيار كهربي. ذلك لأن الألكترونات عندما تتحرك حركة عشوائيا تعود لنفس المكان أي أنها لم تحدث أي إزاحة (حركة غير موجهة أي أنها لا تملك سرعة إنجرافيه). و التيار الكهربي هو حركة في إتجاه معين. و لكي تحرك الألكترونات في إتجاه معين لابد من التأثير عليها بقوة و ذلك عند شحن طرف من الموصل بشحنة موجبة و الطرف الأخر شحنة بشحنة سالبة. حتي تنجذب الألكترونات تجاه الشحنة الموجبة هو تتنافر مع الشحنة السالبة (حركة في إتجاه معين).
| السرعة العشوائية | السرعة الإنجرافية |
| تتميز السرعة العشوائية بمقدارها الكبير. | قيمتها صغيرة بعض ملليمترات في الثانية |
| تكون في جميع الإتجاهات | تكون عكس اتجاه المجال الكهربي |
| لا تؤدي الى أي تيار كهربي. | تسبب في مرور التيار الكهربي |
أنواع التيار الكهربي
هناك نوعان التيار الكهربي : التيار المستمر و التيار المتناوب (المتردد).
التيار المستمر.
و هو تيار ثابت الشدة و الإتجاه ناتج من البطاريات أو المركم أو دينامو التيار المستمر أو يمكن الحصول عليه من تحويل التيار المتردد إلي تيار مستمر. و التيار المستمر له إتجاهين!
اتجاه التيار الكهربائي : الإصطلاحي و الحقيقي للتيار المستمر
اتجاه التيار الكهربي (الكهربائي) له إتجاهان: إتجاه حقيقي و هو إتجاه الألكترونات من الجهد السالب للموجب و إتجاه تقليدي (اصطلاحي) هو إتجاه من الجهد الموجب للسالب ( من العالي في الجهد للأقل في الجهد).
تم صياغة الإتجاه الاصطلاحي للتيار قبل إكتشاف الألكترونات لذلك الاتجاه الاصطلاحي للتيار يسير من القطب الموجب الى القطب السالب. لكن لا يوجد شيء يسير من الموجب الى السالب في الموصل لأن الموصل لا يحتوي على شحنات موجبة حرة الحركة. بينما الاتجاه الحقيقي تم اكتشافه بعد إكتشاف الألكترون بواسطة العالم طومسون سنة 1897.
و ما يدفع الألكترونات للحركة هو فرق الجهد الكهربائي
شدة التيار الكهربائي pdf
دروس الفصل الأول