نفسر ما هو التيار الكهربائي وما هي شدة التيار الكهربائي. وكذلك أنواع التيار الكهربائي وتأثيراتها.
ماهي الكهرباء
التيار الكهربائي يسمى تدفقالشحنة الكهربائية من خلال مادة موصلة ، بسبب الإزاحة التابعالإلكترونات التي تدور حول نواة ذرات التي تشكل السائق.
هذه الحركةحبيبات يبدأ بمجرد تطبيق جهد خارجي على نهايات الموصل ، مثل a البطارية، فمثلا. هذا التوتر يولد a الحقل الكهربائي على الإلكترونات التي لها شحنة سالبة تنجذب إلى الطرف الموجب.
لكي يتم نقلها ، يتطلب التيار الكهربائي موادًا لها حصة كبيرة من الإلكترونات الحرة ، أي الموجودة في مدارها الأخير حول النواة ، وبالتالي فهي قادرة على الحركة لأنها أقل انجذابًا إليها.
بهذا المعنى ، يمكن التمييز بين المواد الموصلة وأشباه الموصلات والمواد العازلة ، وفقًا لقدرتها على نقل التيار الكهربائي (جيد وقليل ولا شيء على التوالي).
التجارب الأولى معكهرباء كانت في القرن الثامن عشر ولم يكن لها سوى الشحنات الكهربائية عن طريق الاحتكاك (الاستاتيكي) أو الحث. استغرق الأمر حتى 1800 للتحقق من حركة ثابت الشحنة الكهربائية ، عندما اخترع الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا البطارية الكهربائية.
الشدة
هذا هو الاسم الذي يطلق على تدفق التيار الكهربائي ، أي مقدار الشحنة الكهربائية التي تمر عبر مادة موصلة لكل وحدة زمنية. يمكن مقارنة معدل تدفق التيار الكهربائي بكمية ماء في نهر قادر على تحريك الأحمال والقيام بقدر من العمل.
وفقا له النظام الدولي (SI) ، تُقاس هذه الشدة عادةً بوحدة كولوم في الثانية (C / s) ، وهو ما يعادل أمبير واحد (A) ، وهي وحدة أساسية في مجال الكهرباء والاستخدام الشائع ، والتي حصلت على اسمها من الفيزيائي الفرنسي أندريه ماري أمبير. يستخدم الجلفانومتر أو مقياس التيار لقياس شدة التيار الكهربائي.
أنواع التيار الكهربائي
اعتمادًا على طبيعته ، يمكن أن يكون التيار الكهربائي من عدة أنواع:
- العاصمة (DC). يسمى أيضًا التيار المباشر (DC) ، ويتكون من تدفق الشحنات الكهربائية التي لا تغير اتجاهها فيطقس، أي أنه يتم إنتاجه بناءً على اختلاف في الجهد الكهربائي (الجهد االكهربى) التي لا يمكن استبدال محطتيها الأعلى والأدنى. وبعبارة أخرى ، فإن إحساسها بالتداول هو نفسه دائمًا.
- التيار المتناوب (AC). على عكس التيار المستمر ، فهو تيار كهربائي يختلف إحساسه واتجاهه بشكل دوري. يتم وصف هذا التيار رياضياً بواسطة موجات جيبية ومن حيث الطاقة فهو أكثر كفاءة من التيار المباشر ، وهذا هو سبب استقباله من قبل المنازل واعمال. اخترعها نيكولا تيسلا في أواخر القرن التاسع عشر.
- تيار ثلاثي الأطوار. التيار ثلاثي الطور هو الشكل الأكثر شيوعًا لتوليد الكهرباء ويتكون من ثلاثة تيارات متناوبة ذات تردد وسعة متطابقة ، تُعطى بترتيب معين وتسمىالمراحل. هذا النظام ، وهو أيضًا نتاج تجارب Tesla ، ذو كفاءة عالية ، وبالتالي فهو الأكثر شعبية على هذا الكوكب.
- تيار أحادي الطور. يتم الحصول عليها عن طريق أخذ مرحلة واحدة من التيار ثلاثي الطور وسلك محايد ، مما يسمح بالاستفادة من انتقال طاقة بجهد منخفض (230 فولت). على الرغم من استخدامه في العديد من البلدان لأنه يكفي لتشغيل الأجهزة الكهربائية ، إلا أن العديد من الأجهزة الأخرى التي تتطلب طاقة كهربائية عالية لا تعمل معها.
تأثيرات التيار الكهربائي
عندما تكون المقاومة الكهربائية لسلك موصل صغيرة جدًا ، فإنها تولد حرارة وضوءًا.
يوفر التيار الكهربائي للبشرية عددًا هائلاً من الاستخدامات العملية:
- كالوريك. عندما تنتقل الحرارة من خلال مادة تقدم قدرة التحمل مع مرور الوقت ، تتولد المقاومة (لا توجد مادة مثالية ، بعضها أكثر مقاومة من البعض الآخر). تعمل هذه المقاومة على تبديد الحرارة التي يمكن استخدامها لتسخين المساحات والطهي وما إلى ذلك.
- مضيئة. عندما تكون المقاومة الكهربائية لسلك موصل منخفضة جدًا ، يدور عدد كبير من الإلكترونات من خلاله لتوليد الحرارة وفوق كل ذلك خفيفة. هذا هو مبدأ عمل المصابيح الكهربائية.
- مغناطيسي. يولد التيار الكهربائي مجالات مغناطيسية ، كما في حالة المغناطيسات الكهربائية المستخدمة في ساحات خردة السيارات أو البوصلات الكهربائية.
- مواد كيميائية تعمل الكهرباء على إحداث تغييرات في المواد وتحفيز (تسريع أو جعل أكثر فعالية) مؤكدًا تفاعلات كيميائية. يسمح هذا بآليات مثل التحليل الكهربائي ، وهي العملية التي تفصل بين عناصر المركب بواسطة الكهرباء والتي تكون مفيدة ، على سبيل المثال:
- علم الميكانيكا. توفر الكهرباء الطاقة اللازمة لتنشيط الأجهزة التي تقوم بعمل ميكانيكي معين ، مثل المحركات التي تولد حركة، الجر أو السرعة.