يمكن زيادة شدة التيار المار في دائرة كهربائية عن طريق

يمكن زيادة شدة التيار المار في دائرة كهربائية عن طريق

ثبات المقاومة الكهربائية

.

ففي الدائرة الكهربائية يمكن حسابها بقسمة الجهد على المقاومة، وبمعنى آخر، فإن التيار يتناسب طرديا مع الجهد، ويتناسب عكسيا مع المقاومة، ولذا عند زيادة الجهد سوف يزيد التيار ما دامت المقاومة ثابتة، وبالتالي إذا كانت المقاومة في الدائرة في زيادة والجهد لا يتغير، فإن التيار

سيقل. [1]

ما هو التيار الكهربي

إن التيار الكهربائي يتمثل في تدفق الشحنات الكهربائية التي تمر من خلال مادة موصلة أثناء فترة زمنية مُحددة، ويتم التعبير عنه بـ C / s ، أي كولوم كل ثانية في النظام الدولي للوحدات، ويتم تعريف الوحدة باسم Ampere (A) الأمبير، ومن الجدير بالذكر أنه حتى يكون هناك تيار كهربائي، فإنه لا بد أن تنفص الإلكترونات الأبعد عن نواة ذرة المادة ومن ثم تدور بحرية ما بين ذرات الجسم، ومن الممكن أن تتم تلك الظاهرة كذلك، مع وجود بعض الاختلافات بالطبيعة، فحينما تقوم السحب المشحونة بإطلاق نفاثات من الإلكترونات التي تدور بالهواء مسببة ظاهرة البرق.

وحتى يتم قياس التيار الكهربائي يتم استخدام قانون أوم، والذي يتم فيه استخدام التيار الكهربائي والجهد والمقاومة، وقد بدأت التجارب الأولية للكهرباء خلال القرن الثامن عشر، ولم يُحصل عليها إلا من خلال الاحتكاك (الاستاتيكي) أو بواسطة الحث، وقد استمر الأمر إلى عام 1800، إذ استغرق كل هذا الوقت من أجل التحقق من حركة الشحنة الكهربائية المستمرة.

ما هي شدة التيار

شدة التيار هي الشحنة أو التيار الكهربائي المار في منطقة في وحدة زمنية معينة، وفي الغالب ما يطلق عليها الحرف I (الشدة)، أما وحدة القياس الخاصة بها فغالبًا ما تكون الأمبير ورمزها (A)، وينبغي أن تتحمل كافة الموصلات الكهربائية كميات متنوعة من الأحمال، وكلما يزداد الحمل، تزداد مقاومة المادة المصنوعة منها.

ومن الجدير بالذكر أن التيار الكهربي في السلك، هو حيث تكون حاملات الشحنة تتمثل في إلكترونات ذات شحنات سالبة، وهو مقياس خاص بكمية الشحنة المارة بأي نقطة من السلك لكل وحدة زمنية، كما أن تدفق الشحنات الموجبة (مثل البروتونات أو الأيونات الموجبة) يكون له التأثير ذاته في الدائرة، مثل تدفق متساوٍ للإلكترونات بالاتجاه المعاكس.[2]

صيغة التيار الكهربي

إن صيغة معادلة التيار الكهربي تتمثل في:

I = Q / t

إذ أن رمز “I” يُمثل شدة التيار الكهربائي الذي يتم التعبير عنها في Amps (A).
أما رمز “Q” يُمثل الشحنة الكهربائية التي يتم التعبير عنها في كولوم (C).
أما رمز “t” فهو يُمثل الوقت، والذي يتم التعبير عنه بوحدة (وحدات) ثانية.

ومن خلال تلك المعادلة يمكن القول بإن التيار الكهربي له شدة 1 أمبير حينما يمر حمل من 1 كولوم خلال جزء من الموصل في ثانية واحدة.

وحدة قياس شدة التيار

إن وحدة قياس شدة التيار هي

Ampere A

،

وهذا الرمز في النظام الدولي للوحدات، وهو أشهر نظام مستخدم في كل العالم، وقد تم تسمية تلك الوحدة على اسم André-Marie Ampère، ومن الجدير بالذكر أن شدة التيار الكهربائي يتم قياسها من خلال استخدام الجلفانومتر، وحتى يكون القياس صحيحًا، لا يد من وضع الجلفانومتر في سلسلة مع الموصل الكهربائي الذي يتم قياس شدته.

كيف يتم توليد الشحنات

حتى يتم معرفة كيف يتم توليد الشحنات يُمكن أن نتخيل طرفي موصل واحد، وأن كل طرف يخضع لمجال كهربائي مختلف بجهد كهربائي مختلف، وبسبب ذلك التباين في الجهد فإن الإلكترونات التي توجد بالموصل تواجه قوى جذب وتنافر، وتلك القوى الكهربائية تتسبب في حركة الإلكترونات الحرة.

ومن الجدير بالذكر أن الشحنات الكهربائية تتحرك بسرعة مُحددة، أي أن أي جزء يقع في نقطة ما بين الطرفين، سوف يمر من خلاله عدد معين من الإلكترونات في الثانية، وبالتالي كمية مُحددة من الكهرباء في الثانية، ويتم تسمية تلك الكمية من الطاقة الكهربائية في الثانية الواحدة باسم شدة التيار الكهربائي والتي يتم التعبير عنها بالأمبير، ومن الممكن أن نجد نوعين من التيار الكهربائي بالدائرة الكهربائية، وهما:[3]

التيار المباشر (DC):

وهو التيار حيث تتدفق الطاقة الكهربائية دومًا في الاتجاه ذاته.
التيار المتردد (AC):

وهو التيار حيث تتغير الحركة بصورة دورية.

كيف يتم إنتاج التيار الكهربائي

إن التيار الكهربائي ينتج بسبب حركة الشحنات الحرة (الإلكترونات عمومًا) التي تتواجد داخل مادة موصلة للخرسانة بدائرة كهربائية، وفي الدائرة الكهربائية المغلقة فإن شحنة الإلكترونات تنتقل دومًا من القطب السالب للقطب الموجب، وهذا التيار يعني أن الاتجاه الحقيقي للتيار الكهربائي يقوم بتدوير الإلكترونات من القطب السالب (-) إلى القطب الموجب (+)، ومع هذا فإن الاتجاه التقليدي الذي يتم الدوران فيه يكون عكس القطب الموجب للقطب السالب.

أنواع التيار الكهربي

تختلف أنواع التيار الكهربي بالاعتماد على طبيعته، فمن الممكن أن يكون التيار الكهربائي من الأنواع المختلفة التالية:

التيار المباشر (

DC

)

إن التيار المباشر هو نوع التيار الكهربائي الذي يكون فيه تدفق مستمر للشحنات الكهربائية عن طريق موصل بين نقطتين متباينتين من الجهد والشحنة، ويكون دوران التدفق باتجاه أحادي، وغير مختلف من القطب الموجب إلى القطب السالب، وحتى يتم تحديد أن التيار مستمر فمن الهام ألا يقوم التدفق الحالي بتغيير الاتجاه، بعد الوقت المار، وينبغي أن يتدفق دومًا بنفس الاتجاه، ومن الممكن أن تتباين الشدة ما دامت تحافظ على القطبية ذاتها.

التيار المتردد (AC)

وهو أحد أنواع التيار الكهربائي الذي يتسم بالتغيرات مع مرور الوقت، سواء أكانت تلك التغيرات في الحجم أو في الاتجاه، على فترات منتظمة، كما أن جهد الإشارة المتناوبة يتغير بين الحد الأقصى والحد الأدنى بطريقة مستمرة، ويكون فيها نصف الدورة موجبًا والنصف الآخر سالبًا، وذلك يدل على أن التيار يدور في الاتجاهين كليهما، وبالاعتماد على كونه موجبًا أو سلبيًا، فإن تلك الدورة تتكرر بصورة مستمرة، وهو نوع الطاقة المستخدم في المنازل والمباني لتشغيل كافة الأجهزة الكهربائية بتردد ثابت يصل إلى 50 هرتز.

تيار أحادي الطور

ويتم عمل هذا التيار أحادي الطور حينما يتم أخذ طور تيار ثلاثي الطور وكابل محايد، ومن الجدير بالذكر أنه نظام يقوم باستخدام الإشباع والإنتاج والاستهلاك الكهربائي في مرحلة واحدة، ولذا فإن الجهد يتغير دائمًا معًا، وفي العادة يكون أكثر استخداماته الشائعة في المحركات الكهربائية أو التدفئة أو الإضاءة.

تيار ثلاثي الطور

وهو عبارة عن نظام متكون من ثلاث تيارات متناوبة وهي المسؤولة عن الإنتاج والتوزيع والاستهلاك الكهربي، وتتناوب الفولتية وتُنقل عن طريق أنظمة موصلة تعرف باسم R و S و T، ومن أهم ميزات ذلك النوع من التيار هو أنه اقتصادي مقارنة بغيره ويرجع هذا إلى التوفير في المحولات وخطوط النقل، إذ إنها أسلاك رقيقة أكثر من التيار أحادي الطور، وبالتالي يحقق أداءً أكبر بالمحركات.