الكهرباء المتحركة

 

 

 

 

  عودة

 

 

قياس شدة التيار الكهربائي

يستخدم الأميتر لقياس شدة التيار الكهربائي ويرمز له بالدائرة الكهربائية بالرمز

     

فما تركيب الأميتر ؟


ماهي الأمور الواجب مراعاتها عند توصيل الأميتر في الدائرة الكهربية

1- يوصل الأميتر على التوالي مع عناصر الدائرة الكهربية وذلك لكي يقيس كل التيار المار في الدائرة 

2-يمنع وصل الأميتر بشكل مباشر مع المصدر الكهربائي وذلك حتى لا يتلف الأميتر

3- يجب مراعاة وصل الجهة الموجبة للأميتر مع القطب الموجب للبطارية والجهة السالبة للأميتر مع  القطب السالب للبطارية

4 - عند قراءة الأميتر يجب النظر بشكل عمودي على مؤشر الجهاز

------------------------------------------------------------------------------------

المقاومة الكهربائية :

مقدمة

عندما تلقي كرة معدنية في سائل فإن هذا السائل يقاوم مرور الكرة داخله تبعاً لكثافة السائل فتجد  أن سرعة الكرة تكون في الماء مثلا أكبر من الزيت  هذه المقاومة الميكانيكية تختلف من مادة لآخري تبعا لاختلاف كثافة السائل 

وكما أن هناك مقاومة ميكانيكية تعوق حركة الأجسام داخل المواد  هناك أيضا مقاومة كهربية تعوق حركة الشحنات خلال الموصلات فتختلف قدرة توصيل المواد لتيار الكهربائي تبعا لاختلاف مقاومة هذه المواد لمرور الشحنات الكهربية

ولذا يمكننا تعريف المقاومة الكهربائية على النحو التالي 

المقاومة الكهربية : خاصية فيزيائية للمادة تبين مدى ممانعتها لمرور التيار الكهربائي فيها  ويرمز لها بالدوائر الكهربائية بالرمز


قانون أوم   (راجع إثبات قانون أوم عملياً )

في عام 1826 م استطاع العالم  جورج سيمون أوم من إيجاد العلاقة التي تربط كلاً من شدة التيار الكهربائي وفرق الجهد الكهربائي حيث وجد أن ناتج قسمة فرق الجهد على شدة التيار الكهربائي المار في موصل معين تساوي ثابتاً وهذا الثابت هو المقاومة الكهربية أي أن :

نص قانون أوم : يتناسب فرق الجهد المار بين طرفي تناسباً طردياً مع شدة التيار المار عند ثبوت درجة الحرارة

ويمكن التعبير عن قانون أوم رياضيا كالتالي

 

          

حيث أن : م : المقاومة الكهربائية  , جـ : فرق الجهد الكهربائي , ت : شدة التيار الكهربائي

وهذا يعني أنه إذا كان فرق الجهد يقاس بوحدة  الفولت , وشدة التيار تقاس بوحدة الأمبير نلاحظ من العلاقة ان المقاومة الكهربية تقاس بوحدة الفولت / أمبير التي تكافئ الأوم أي أن

الأوم : مقاومة موصل فرق الجهد بين طرفيه فولتاً واحد وشدة التيار المار فيه أمبيراً واحداً

الشحنة الكهربية

 - تتكون المادة من ذرات وتتكون الذرة من نواة تحتوي بروتونات موجبة ونيوترونات متعادلة الشحنة كما تدور حول النواة إلكترونات سالبة الشحنة إن تساوي عدد الالكترونات السالبة مع عدد البروتونات الموجبة جعل الذرة متعادلة كهربياً هذا في الوضع الطبيعي للذرة ولكن قد تكتسب أو تفقد الذرة إلكترونات فتتحول إلي ذرة سالبة أو موجبة تبعاً لفقدها أو اكتسابها  الالكترونات فإذا اكتسبت الذرة الكترونات فإن عدد الالكترونات السالبة تزداد فتصبح الذرة سالبة (-ش) وأما أذا فقدت الكترونات  تصبح عدد بروتوناتها الموجبة أكثر من إلكتروناتها السالبة فتبدو عليها شحنة موجبة (+ش) . إن عدد الالكترونات السالبة التي تفقدها أو تكتسبها الذرة يعبر عن كمية الشحنة أي أن كمية الشحنة التي  تقاس بوحدة الكولوم. فكيف تشحن الأجسام ؟

تشحن الأجسام الكهربائية بطرق مختلفة مثل الدلك , اللمس , التأثير( أنظر هنا لمشاهدة طريقة الشحن)


والآن بعدما عرفنا أن كمية الشحنة هي عدد الالكترونات التي تفقدها أو تكتسبها الاجسام  وأنها تقاس بوحدة الكولوم  وأن الإلكترون شحنة سالبة فكم تبلغ شحنة الإلكترون بالكلولوم ؟

قيست شحنة الالكتورن الواحد وحددت بكمية مقدارها 1.6× 10-19 كولوم أي ان الكولوم  الواحد يكافئ  

أي أن

عدد الالكترونات = كمية الشحنة (ش) × 6.25×10 18


مثال : احسب عدد الالكترونات التي يفقدها جسم ليصبح مشحوناً بشحنة موجبة قدرها 0.5 ميكروكولوم

الحل

 1ميكروكولوم = 10-6 كولوم

 

كمية الشحنة (ش) = 0.5 ميكروكولوم  أي أنها تساوي 0.5 × 10-6 كولوم

عدد الالكترونات = ش × 6.25×10 18

                 = 0.5×10-6 × 6.25× 10 18

                     = 3.125× 10 12 إلكترون


  التيار الكهربائي

يحتوي المدار الاخير لذرات الفلزات على ألكترونات ارتباطها ضعيف بالنواة ولذا يمكن اعتبارها الكترونات حرة وبما ان المادة تتكون من ملايين من الذرات فهي تحتوي على ملايين ايضاً من الالكترونات التي يمكن اعتبرها الكترونات حرة  التي تتحرك حركة عشوائية غير منتظمة

عند توصيل قطعة الفلز بين جسمين احدهما مشحون والآخر غير مشحون فإن حركة الالكترونات العشوائية تبدأ بالانتظام وتأخد اتجاه محدد من  الجسم المشحون الي الجسم غير المشحون

وفي هذه الحالة تسمى الشحنات الكهربية باتجاه محدد بالتيار الكهربائي ويقوم هذا التيار بنقل الطاقة الكهربائية من نقطة إلي أخرى عبر الموصلات


 نشاط (1) انتقال الشحنات الكهربائية 

تنتقل الشحنات الكهربية عبر المادة فتنفرج ورقتي الكشاف الكهربي أما اذا استخدمت مادة غير موصلة مثل الخشب أو الزجاج فإن ورقتي الكشاف الكهربي لن تتأثر ولكن هناك مواد شبه موصله تسمح بحركة الالكترونات بشكل بسيط مما يؤدي الي انفراج ورقتي الكشاف ولكن بشكل محدود ولهذا تقسم المواد الي ثلاث اقسام

  1- مواد موصلة 

  2- مواد شبه موصلة

  3- مواد عازلة