التيار، القوة الدافعة الكهربائية، وفرق الجهد
| English | العربية |
|---|---|
| electric current/ɪˈlektrɪk ˈkʌrənt/ | شدة التيار الكهربائي |
| potential difference/pəˈtenʃl ˈdɪfrəns/ | فرق الجهد |
| amperes/ˈæmpeəz/ | أمبير |
| ammeter/ˈæmiːtə/ | أميتر |
| conventional current/kənˈvenʃənl ˈkʌrənt/ | تيار تقليدي |
| direct current/daɪˈrekt ˈkʌrənt/ | تيار مستمر |
| alternating current/ˈɔːltəneɪtɪŋ ˈkʌrənt/ | تيار متردد |
| volts/vəʊlts/ | فولت |
| voltmeter/ˈvəʊltmiːtə/ | فولتميتر |
ماذا يتدفق؟
- شغّل مصباحاً ويتدفق شيء عبر الأسلاك — وهو تيار كهربائي.
- تعطي الخلية ذلك التدفق الدفع الذي يحتاجه.
- ثلاثة كميات تصف الكل: التيار، القوة الدافعة الكهربائية، وفرق الجهد.
التيار الكهربائي
- التيار الكهربائي هو تدفق للشحنة الكهربائية، يقاس بـ أمبير (A) باستخدام أميتر متصل على التوالي.
- التيار هو الشحنة المارة بنقطة واحدة كل ثانية:
- $I$ بالأمبير، $Q$ بالكولوم (C)، $t$ بالثانية.
التيار التقليدي يتدفق من الطرف الموجب إلى الطرف السالب، عبر الدائرة الخارجية. الأميتر (A) متصل على التوالي لقياس التيار.
مثال محلول. تيار مقداره $2\ \text{A}$ يتدفق لمدة $30\ \text{s}$. الشحنة $= It = 2 \times 30 = 60\ \text{C}$.
التيار التقليدي مقابل تدفق الإلكترونات. يُرسم التيار التقليدي من $+$ إلى $-$، لكن الإلكترونات الفعلية في سلك معدني تنحدر نحو العكس ($-$ إلى $+$). تم وضع هذه الاتفاقية قبل اكتشاف الإلكترونات، ولا زلنا نستخدمها اليوم.
قانون أوم
V = IR
بالنسبة للموصل الأومي، التيار يتناسب طرديًا مع الجهد — والميل يساوي 1/المقاومة.
شحنة مقدارها $30\ \text{C}$ تمر عبر نقطة في $10\ \text{s}$. ما قيمة التيار، بوحدة أمبير (A)؟
$I = \dfrac{Q}{t} = \dfrac{30}{10} = 3.0\ \text{A}$.
تيار مقداره $2.0\ \text{A}$ يمر لمدة $5.0\ \text{s}$. كم مقدار الشحنة المارة، بوحدة كولوم (C)؟
$Q = It = 2.0 \times 5.0 = 10\ \text{C}$.
كيف يتم توصيل الأميتر لقياس التيار المار خلال مصباح؟
يوضع الأميتر على التوالي حتى يمر نفس التيار خلاله وعبر المصباح. (يوضع الفولتميتر على التوازي.)
اتجاه ونوع التيار
- التيار التقليدي يتدفق من + إلى − حول الجزء الخارجي من الخلية.
- الإلكترونات الحرة في المعدن تنحدر حقاً نحو الاتجاه الآخر (− إلى +).
- التيار المستمر (d.c.) يتدفق دائمًا في اتجاه واحد (مثل البطارية). التيار المتردد (a.c.) يغير اتجاهه باستمرار (مثل الكهرباء المنزلية).
التيار المستمر ثابت في اتجاه واحد؛ بينما التيار المتردد يغير اتجاهه باستمرار، متقاطعًا الصفر مرات عديدة كل ثانية
مقاومات، وهي مكونات تتحكم في التيار في الدائرة
التيار التقليدي يدور حول الخلية الخارجية من:
التيار التقليدي يأخذ الاتجاه من + إلى −. بينما تتحرك الإلكترونات نفسها في الاتجاه المعاكس (من − إلى +).
القوة الدافعة الكهربائية وفرق الجهد
- كلاهما يُقاس بـ الفولت (V) وكلاهما يمثلان الشغل المبذول لكل وحدة شحنة:
- القوة الدافعة الكهربائية (e.m.f.) هي الطاقة التي يمنحها المصدر لكل كولوم لدفعه حول الدائرة كاملة. *
- فرق الجهد (p.d.) هو الطاقة التي يفقدها كل كولوم في مكون واحد. *
- فولتميتر يقيسهما، ويُوصل على التوازي (عبر المكون). *
تقوم الخلية بعمل مقداره $120\ \text{J}$ لدفع شحنة مقدارها $60\ \text{C}$ حول دائرة. ما هي قوتها الدافعة الكهربائية، بوحدة فولت (V)؟
$E = \dfrac{W}{Q} = \dfrac{120}{60} = 2.0\ \text{V}$.
يتم توصيل الفولتميتر:
الفولتميتر يقيس فرق الجهد عبر مكون، لذا يتم توصيله على التوازي معه.
صِل كل كمية كهربائية بما تعنيه.
يربط كل بند المصطلح بمعناه الصحيح.
لقد فهمت الأمر
- التيار = تدفق الشحنة: $I = \dfrac{Q}{t}$؛ أميتر على التوالي، بالأمبير
- التيار التقليدي + → −؛ الإلكترونات تتحرك ببطء − → +؛ التيار المستمر في اتجاه واحد، والمتردد يغير الاتجاه
- القوة الدافعة الكهربائية (للدائرة كاملة) وفرق الجهد (لمكون واحد) كلاهما $\dfrac{W}{Q}$ بالفولت
- فولتميتر على التوازي