يحتوي التيار الكهربائي على وحدة قياس محددة ومعروفة ويستخدمه العلماء في مجالاتهم العلمية وكذلك الطلاب في المدارس والجامعات. في هذا الموضوع سنتعرف على وحدة قياس قوة التيار الكهربائي وأنواعها. التيارات الكهربائية وسنشرح قانون أوم.
التيار الكهربائي
التيار الكهربائي هو حركة الجسيمات المشحونة كهربائيًا، والتي تشمل الجسيمات المشحونة غير الذرية مثل الإلكترونات سالبة الشحنة أو البروتونات موجبة الشحنة، أو ما يعرف بالأيونات.
والتيارات الكهربائية في السلك، وبالتالي فإن الإلكترون هو حامل الشحنات ؛ يقيس مقدار الشحنة الكهربائية التي تمر عبر أي نقطة في سلك لكل وحدة زمنية.
في التيارات المتناوبة، تنعكس حركة الشحنات في اتجاه واحد. في العديد من السياقات، يتم التعرف على اتجاه التيار في الدوائر الكهربائية على أنه اتجاه تدفق الشحنات الموجبة، وهو في الواقع الاتجاه المعاكس للانحياز. الإلكترونات.
أنظر أيضا: مكونات المصباح ودورها
أنواع التيار الكهربائي
هناك نوعان رئيسيان من التيار الكهربائي، ولكل نوع خصائصه ومصادره. فيما يلي أنواع التيار الكهربائي:
-
البث المباشر
لها اختصار علمي، وهو DC، وهو تدفق الشحنة الكهربائية بطريقة أحادية الاتجاه، حيث تتدفق الشحنات الكهربائية في اتجاه ثابت، واسم سابق يستخدم للتيارات المباشرة، وهو كلفاني. التيارات.
تنتج البطارية والمزدوجة الحرارية والخلية الشمسية تيارًا كهربائيًا مباشرًا كمصدر، ويمكن أن تتدفق التيارات المباشرة عبر موصلات مختلفة، مثل الأسلاك وأشباه الموصلات والعوازل أو حتى في الفراغ، كما هو الحال في الحزم الإلكترونية أو الحزم الأيونية.
-
التيارات المتناوبة
ولها اختصار علمي وهو AC وهي التيارات التي تغير شحنتها الكهربائية اتجاهاتها بشكل دوري على عكس التيارات المباشرة التي تتدفق فيها الشحنات الكهربائية في اتجاهها الثابت الذي لا يتغير.
التيار المتردد هو الكهرباء التي يتم توفيرها للشركات والمنازل، كما أن إشارات الصوت والراديو المنقولة عبر الأسلاك الكهربائية هي أيضًا أشكال من التيار المتردد.
وحدة قياس التيار الكهربائي
يحدد النظام الدولي للوحدات (SI) وحدة قوة التيار الكهربائي، الأمبير، والتي تستخدم في مختلف المجالات العلمية حول العالم.
يعود سبب تسمية وحدة قياس شدة التيار الكهربائي إلى خلود اسم الفيزيائي أندريه أمبير (الفرنسي الجنسية)، لما حققه من إنجازات كبيرة في المجالات العلمية المتعلقة بدراسة التيارات الكهربائية.
يعبر الأمبير عن قوة التيارات الكهربائية، التي تتولد نتيجة لانتقال كولوم واحد من الشحنة في موصل في ثانية واحدة.
في عام 2018، وافق المؤتمر العام CGPM للأوزان والمقاييس على تعريف “الأمبير” كوحدة لقياس قوة التيار الكهربائي كشحنة أولية تساوي 1.602176634 × 10−19 كولوم.
في إحدى المرات السابقة، تم تعريف الأمبيرات على أنها تيارات ثابتة، إذا مرت عبر موصلين متوازيين ومستقيمين بطول لانهائي، وبفاصل متر واحد في الفراغ، سينتج بين الموصلين ؛ القوة تساوي 2 × 10-7 نيوتن لكل متر طول.
قانون أوم للتيار الكهربائي
ينص قانون أوم للتيارات الكهربائية على أن التيار الكهربائي عبر الموصل يتناسب طرديًا مع فرق الجهد بين طرفي الموصل ويتناسب عكسياً مع المقاومة.
يمكن التعبير عن قانون أوم بالعلاقة الرياضية التالية: التيار = جهد الموصل ÷ مقاومة الموصل تكمن أهمية قانون أوم للتيار الكهربائي في توصيل ثلاثة عناصر (الجهد الكهربائي – التيارات الكهربائية – المقاومة الكهربائية).
بموجب هذا القانون، يقاس تيار الكهرباء الذي يمر عبر قسم من الموصل باستخدام وحدة الأمبير، بينما تقاس فروق الجهد بين طرفي الموصل بوحدة فولت، لكن المقاومة الكهربائية للموصل تقاس باستخدام ؛ وحدة أوم.
باستخدام قانون أوم، يكون اتجاه التيارات الكهربائية عبر الموصل من القطب السالب إلى القطب الموجب، ومن الممكن حساب التيار بقسمة الجهد الكهربائي الناتج بين طرفي الموصل على المقاومة الكهربائية. هو – هي.
تحدد المقاومة الكهربائية أيضًا مقدار التيار الذي يمر عبر الموصل، حيث تسمح قيم المقاومة العالية للتيار بالتدفق ولكن بكميات صغيرة، وعلى النقيض من ذلك، تسمح قيم المقاومة المنخفضة للتيار بالتدفق ولكن بكميات كبيرة من التيار.
أدوات القياس الكهربائية
يستخدم الفني أو العامل الكهربائي بعض الأدوات التي يقيس بها الكهرباء حتى يتمكنوا من تحديد التوصيلات الكهربائية وكفاءتها أثناء قياس الخصائص المختلفة للكهرباء.
يعتمد تشغيل أدوات القياس الكهربائية على الاستخدام المحدد للحركة الميكانيكية الناتجة عن الطاقة الكهرومغناطيسية، والتي بدورها تعمل على حركة السهم للإشارة إلى كمية الكهرباء التي يتم قياسها، ومن أشهر أدوات القياس الكهربائية ؛ ما يلي:
-
مقياس التيار الكهربائي
في اللغة الإنجليزية، يُعرف بـ Ammeter، والذي يستخدم لقياس التيارات الكهربائية التي تمر عبر أجزاء من الدائرة الكهربائية، ويجب أن يبدأ الجهاز في قياس الكهرباء من خلالها حتى يتدفق التيار الكهربائي خلالها.
-
الفولتميتر
في اللغة الإنجليزية، يُعرف باسم مقياس الفولتميتر، والذي يقيس الفرق في الجهد الكهربائي بين نقطة في دائرة كهربائية وأخرى، ويتم توصيل العداد بالتوازي مع أجزاء من الدائرة الكهربائية.
-
الأومتر
هو مقياس الأومتر الذي يقيس المقاومة الكهربائية في دائرة كهربائية ومتصل في سلسلة مع الدائرة.
لذلك سينخفض التيار الكهربائي مع زيادة مقاومته، ويمكن توصيله بالتوازي، وبالتالي سيزداد التيار الكهربائي كلما زادت مقاومته، لأن الجهاز يقيس نسبة التيار إلى الجهد الحالي. الذي يمر عبر المقاومة.
أنظر أيضا: من اخترع وحدة قياس سرعة التيار الكهربائي؟
وحدات SI
هناك وحدات قياس أساسية حددها النظام العالمي للوحدات، وهي موحدة في دراسات علمية ورياضية متنوعة، وتتكون من 7 وحدات، وهي:
-
متر
إنها الوحدة الأساسية لقياس الطول ويتم تحديدها من خلال طول مسار الضوء الذي يمر في فاصل زمني 1 / 299،792،458 من الثانية.
-
كيلوغرام
إنها وحدة قياس لكتلة الجسم وتساوي الكتلة المعيارية الأساسية للكيلوغرام، كما حددها المؤتمر العام للمعايير والأوزان.
-
المضخم
إنها الوحدة الأساسية لقياس قوة التيارات الكهربائية. إذا كان تيار كهربائي يتدفق عبر موصلين بطول لانهائي، وتم وضع كل منهما على مسافة متر واحد في فراغ، فسوف ينتج عنه قوة كهربائية مقدارها 2 × 10-. 7 نيوتن متر بين اثنين من الموصلات.
-
كلفن
إنها الوحدة الميكانيكية الأساسية لدرجة الحرارة، وهي 1 / 237.16 من درجة حرارة نقطة الماء الثلاثية.
-
ثانيا
إنها الوحدة الأساسية لقياس الوقت، وهي الجزء الستين من الدقيقة، وهي أيضًا تساوي ثلاثة آلاف وست مائة من الساعة.
-
مركز تجاري
إنها وحدة قياس مادة أساسية، وهي عدد العناصر الأولية الموجودة في كتل محددة، والتي يمكن تمثيلها بجزيئات أو أيونات أو إلكترونات أو ذرات أو جزيئات أخرى.
-
كانديلا
هي وحدة طاقة ضوئية لمصدر يصدر إشعاعًا أحادي اللون، تردده 540 × 10 12 هرتز، ويحمل إشعاعًا بكثافة 1/683 واط لكل سايتراديان.
أنظر أيضا: ما هي قرارات مجلس النواب الجديدة بشأن عقوبة سرقة الكهرباء؟
في نهاية الموضوع، وبعد أن تعرفنا على التيار الكهربائي وأنواعه ووحدة قياسه، وقانون أوم حول التيار الكهربائي، وأدوات قياس الكهرباء والوحدات الأساسية للنظام العالمي للوحدات، ما عليك سوى مشاركة هذا: موضوع على جميع الشبكات الاجتماعية.