التَيار الكهربائي

التيار الكهربائي هو سيل متتابع من الشحنات الكهربائية سالبة الشحنة تتحرك باتجاهٍ منتظمٍ ومحددٍ، وتنُقل هذه الشحنات من المولد الرئيسي كالبطارية إلى الجهاز المراد تشغيله بالكهرباء؛ كالتلفاز، والمكواة، والغسالة ويتميز التيار الكهربائي بأنه قادر على منح طاقةٍ تستطيع بذل شغلٍ، ويُطلق على هذه الطاقة بالطاقة الكهربائية، وهي إحدى أهم أنواع الطاقة.

تختلف المواد الموجودة في الطبيعة في قابليتها لسماح التيار الكهربائي بالمرور من خلالها، فمنها ما يسمح للتيار الكهربائي بالمرور عبرها وتسمى المواد الناقلة؛ كالحديد، والألمونيوم، والنحاس، ومنها لا يسمح للتيار الكهربائي بالمرور عبرها، وتسمى المواد العازلة؛ أي لا تسمح للشحنات بالمرور من خلالها؛ كالخشب، والغرافيت.

قوانين كيرشوف للتيار

تعود تسمية قوانين كيرشوف إلى لعالم الألماني كيرستوف كيرشوف الذي اكتشفها ووضعها، ويُقسم هذا القانون الأساسي إلى قانونين فرعيين يحلان المسائل الخاصة بالدوائر الكهربائية الصعبة، والتي لا يمكن حلها باستخدام قانون أوم:

قانون كيرشوف الأول

يقوم قانون كيرشوف الأول على مبدأ حفظ الشحنة الكهربائية، وينص القانون على الآتي:” عند أي نقطة في الدارة الكهربائية يكون مجموع التيارات جميعها المارة بالدارة يساوي صفراً، مع الاهتمام باتجاه حركة التيار وإذا كان داخلاً إلى النقطة أم خارجاً منها: فإذا كان التيار الكهربائي داخلاً في النقطة يعتبر تياراً سالباً، أما إذا كان خارجاً من النقطة فيعتبر تياراً موجباً.

قانون كيرشوف الثاني

يقوم قانون كيرشوف الثاني على مبدأ قانون حفظ الطاقة الكهربائية، وينص القانون على الآتي: في المسار المغلق، أي عند الابتداء من نقظة معينة من الدارة والعودة إليها فإن مجموع فرق الجهد يساوي صفراً، سواء أكان الجهد المبذول على المقاومة باستخدام قانون القوة الدافعة الكهربائية، أو قانون أوم، كما يجب الانتباه إلى اتجاه التيار الكهربائي في الدارة

يُطلق على قانون كيرشوف الثاني اسم قانون كيرشوف للتيار أيضاً، ويمكننا من خلاله حساب قيمة التيار في الدارة الكهربائيّة، ويمكن حساب التيار من خلال الخطوات التالية:

فرض اتجاه الدائرة، وعلى أساس ذلك الاتجاه نحل المعادلة.
البدء من أي نقطة، وتحديد الجهد الواقع بنفس اتجاه الدائرة، حيث إنّ الجهد الواقع بنفس الاتجاه يكون موجباً، والمعاكس للاتجاه يكون سالباً.
جمع الجهود المحسوبة ومساواتها بالصفر.

شدة التيار الكهربائي

التيار الكهربائي هو عدد الإلكترونات سالبة الشحنة، والتي يمكنها أن تنتقل عبر النواقل المعدنية خلال فترةٍ زمنيةٍ معينةٍ، حيث تُحسب الإلكترونات بالوحدة الأساسية للشحنة، وهي القيمة المطلقة للإلكترون، لكن بما أن شحنة الإلكترون صغيرةً جداً ولا يمكن التعامل معها، استخدم العلماء شحنةً أكبر وسميت بالكولوم، ويساوي الكولوم الواحد 6×¹⁸10 شحنة أساسية، وإن شحنة الكولوم هي الشحنة المعتمدة في النظام العالمي للوحدات.

أما شدة التيار الكهربائي فهي تعبر عن كمية الكهرباء، ويبلغ مقدارها س كولوم، وتتحرك عبر ناقلٍ معدنيٍّ خلال فترة زمنية معينة، ولكل ثانية، وبمقدار ثابت، كما أنها تُقاس بوحدة الأمبير