الجهد الكهربائي : هي الطاقة التي يتمُّ منحها للإليكترون لكي يتمكن من الحركة ، ويقاس فرق الجهد بوحدة ( فولت Volt ) ، ويرمز للجهد بالرمز ( V ) .
* فولت : نسبة للعالم الإيطالي ألساندرو فولتا .
أنواع الجهد :
- الجهد المستمر DC : وهو جهد كهربائي ثابت القيمة والاتجاه طول الوقت ، ويمك الحصول عليه من البطاريات والخلايا الشمسية ومولدات التيار المستمر .
- الجهد المتناوب ( المتغيّر ) AC : تتغيّر قيمة الجهد واتجاهه بتغيّر الزمن ، أي تتغيّر قطبية طرفي المصدر بصورة مستمرّة ، ويمكن الحصول عليه من مولدات التيار المتردّد ( محطات توليد الكهرباء ) .
التيّار الكهربائي : هو سريان كمية من الشحنات الكهربائية في موصل ، بفعل قوّة ( جهد كهربائي أو المجال الكهربائي ) .
شدّة التيار الكهربائي : هي كميّة الإليكترونات التي تمرّ من خلال مقطع من موصل خلال الثانية الواحدة ، وتقاس بوحدة ( أمبير = كولوم / ثانية ) .
* أمبير : نسبة للعالم الفرنسي اندريه ماري أمبير .
أنواع التيّار :
- التيّار المستمر DC : وهو تيّار ثابت القيمة والاتجاه بتغيّر الزمن ، ويمكن أن تكون قيمته إمّا موجبة أو سالبة .
- التيّار المتناوب AC : وتتغيّر قيمته واتجاهه بتغيّر الزمن ، تبدأ قيمته من الصفر فتصعد إلى أعلى قيمة ، ثمّ تعود للصفر ، فتكمل طريقها إلى القيمة السالبة المناظرة وصولا إلى أقل قيمة ، ثمّ تعود للصفر من جديد لتكمل الدورة من جديد .
فائدة : تصل شدة التيار في الصواعق إلى 200 ألف أمبير ، وفي أفران الصهر إلى 100 ألف أمبير ، وفي الأجهزة المنزلية إلى 6 أمبير .
المقاومة الكهربائية : عند تطبيق فرق جهد على موصل فإنّ هذه الطاقة تدفع الإليكترونيات للحركة في الموصل ، وأثناء حركتها في الموصل تفقد الإليكترونيات بعضا من طاقة الجهد فتتحول إلى حرارة ، أي أنّها الإعاقة التي تولدها المادة لمقاومة التيار أثناء مرور التيار فيها .
وتقاس المقاومة بوحدة (أوم = فولت / متر ) .
* أوم Ω : نسبة للعالم الألماني جورج أوم .
تعتمد مقاومة الموصل على كل من :
1. نوع مادة الموصل .
2. مساحة مقطع الموصل ( سماكة السلك ) : حيث تتناسب مقاومة الموصل تناسبا عكسيا مع مساحة المقطع الموصل .
3. طول الموصل : وتتناسب مقاومة الموصل طرديا مع طول الموصل .
4. درجة حرارة الموصل : فبزيادة درجة الحرارة تزيد الطاقة الحركية للجزيئات ، وبالتالي تزيد ممانعة هذه الجزيئات لمرور التيار من خلال الموصل .
كما وترتبط هذه القيم الثلاثة ( الجهد والتيار والمقاومة ) بعضها بعض من خلال قانون عرف بـقانون أوم نسبة للعالم أوم .
المقاومة = الفولتية / التيار
R = V / I ( Ω = V / A )
* يقاس تردد التيّار أو الجهد المتناوب بالـ ( هيرتز ) ، وهي عدد مرّات عكس القطبية في الثانية الواحدة .
* يمكن التحويل من تيار متناوب إلى تيار مستمر عبر دوائر إليكترونية تسمى مقوّمات الجهد .
القدرة الكهربائية : هي الطاقة التي يبذلها جهاز كهربائي خلال وحدة زمن أو هي الطاقة التي يستهلكها جهاز كهربائي خلال وحدة زمن .
رياضيا يعبّر عن القدرة بالقانون التالي :
القدرة = الجهد × التيّار
Power = Volt × Current ( Watt = V × A )
وتقاس بوحدة الـ Watt وات .
المغناطيسية : عند مرور تيّار كهربائي في سلك فإنّه ينتج مجالا مغناطيسيا حوله ، ويمكن الكشف عنه عن طريق تأثير المجال على انحراف إبرة بوصلة الاتجاهات .
تقاس المغناطيسية بوحدة (تسلا ) نسبة إلى العالم نيكولا تسلا .
ويمكن تحديد اتجاه المجال المغناطيسي اعتمادا على معرفة اتجاهه التيّار ، حيث يتغيّر اتجاه المجال المغناطيسي بتغيّر اتجاه التيّار .
وعليه فإنّ أي سلكين يحملان تيارا كهربائيا تنشأ بينهما قوّة تجاذب أو تنافر حسب اتجاه مرور التيار في كل منهما ، حيث :
- في حالة التيارين الذين لهما الاتجاه نفسه : تنشأ قوة تجاذب بين الموصلين .
- في حالة التيارين الذين لهما اتجاهين مختلفين : تنشأ قوة تنافر بين الموصلين .
* تفيدنا النقطة السابقة في الأسلاك النحاسية المجدولة وغير المعزولة UTP والمستخدمة بكثرة في أنظمة الاتصالات وشبكات الحاسوب ، حيث أنّ السلك يتكوّن من أربعة أزواج من الأسلاك ، وبالتالي فمرور التيّار الكهربائي سينشئ مجالا مغناطيسيا حول كل سلك ، وبالتالي ستحدث ظاهرة ( التداخل Crosstalk ) والتي تعمل على تداخل المجالات المغناطيسية وإحداث إعاقة في عمل الأسلاك ، وبالتالي فإنّ عملية جدل الأسلاك تجعل كل سلك يلغي مجال السلك الآخر .
يا هلا بيك تو بيك , جزاك الله كل خير على هالمواضيع المفيدة للمهندسين بكافة الفروع
ردحذف