لأنه لم يرى إنسان الشحنة الكهربائية كما لم يستطع أي احد أن يرى الجاذبية الأرضية . لكن كلاهما يمكنك أن تحس به وتشاهد تأثيراته. وتقاس الشحنة الكهربائية بوحدة تسمى الكولوم وهي تنسب إلى العالم الذي استطاع قياسها.
|
| ما هي الكهرباء |
لكن يمكننا القول أن الكهرباء عبارة عن تلازم بين قوة كهربائية نسميها ( الجهد أو الفولتية voltage ) وحركة الإلكترونات نسميها ( التيار current ) حيث أن الإلكترونات عبارة عن أجسام صغيرة جداً غير مرئية ومشحونة بشحنة سالبة كما سنوضح في السطور القادمة، وأيضا ستجد الدرس الأول من دورة الإلكترونيات العملية لتحقيق اكبر استفادة ممكنه.
لنعلم ما هي الكهرباء يجب أولا أن نعرف اكثر عن النظرية الذرية.
النظرية الذرية
تعتبر النظرية الذرية ذات أهمية خاصة في علم الكهرباء، حيث تستخدم في
تفسير الخصائص الكهربائية للمواد ومرور التيار الكهربائي وتأثيراته
المختلفة، ولفهم هذه النظرية فهما كاملاً يجب علينا التعرف أولا علي بعض
خصائص المادة.
المادة
|
| ما هو التيار الكهربائي : المادة |
هي أي جسم موجود في الطبيعة يدركه الإنسان بحواسه، وتكون المواد على شكل أجسام صلبة كالمعادن، أو سائلة كالماء، أو غازية كالهواء.
فالذرة هي وحدة بناء المادة، ولكل عنصر ذرة خاصة به تختلف في تركيبها عن ذرات العناصر الأخرى. و تتكون الذرة من نواه ثقيلة نسبيا تدور حولها الإلكترونات في مدارات علي شكل طبقات.
|
| تركيب الذرة |
تتكون الذرة من جسيمات صغيرة سالبة الشحنة تدور حول نواة الذرة بسرعة عالية جداً ، تدعى هذه الجسيمات المتحركة بالإلكترونات كما تحتوي النواة على نيترونات Neutrons متعادلة الشحنة ، وعلى بروتونات protons موجبة الشحنة.
|
| ما هو التيار الكهربائي :مكونات الذرة |
ويختلف تركيب الذرة من مادة إلى أخرى ويختلف تبعا لذلك عدد الإلكترونات الموجودة بها وعدد المدارات فمثلاً تتكون ذرة الهيدروجين (أخف العناصر ) من نواة تحوي بروتونا واحدا يدور حولها إلكترون واحد.
ولكن لنا هنا سؤال من الذي ينقل الكهرباء الإلكترونات أم النيترونات أم البروتونات؟
ما هي الإلكترونات الحرة؟
عند دوران الإلكترون حول النواة تؤثر فيه قوتان الأولى: قوة تجذب الإلكترون السالب إلى النواة موجبة الشحنة، والثانية: قوة الطرد المركزية الناتجة من دوران الإلكترون حول النواة.وكلما كان الإلكترون في مستوى أبعد عن النواة كانت قوة الطرد المركزية أكبر من قوة التجاذب، وكلما ابتعد أكثر تمكن قدر قليل من الطاقة أن يحرر الإلكترون من مساره، فتصبح هذه الإلكترونات حرة وتسبح عشوائياً داخل المادة وتنتقل من ذرة إلى أخرى مكونة التيار الكهربائي.
بمعني أن الكهرباء ما هي إلا انتقال لمجموعه من
الإلكترونات من نقطه إلي أخري.
ما هو التيار الكهربائي
|
| التيار الكهربائي |
"التيار الكهربائي هو سيل من الإلكترونات الذي يسير عبر موصل"
وفيما يلي شرح في غاية الروعة للرائع وليد عيسي يوضح بشكل ميسر ومبسط ما هي الكهرباء ؟ وهو شرح مناسب لغير المتخصصين وللمتخصصين أيضا والمعلومات فيه مجرده دون أي تعقيدات لا داعي منها.
أسئلة شائعة
فيما يلي بعض الأسئلة المتكررة فيما يخص التيار الكهربائي وكيف ينشأ :كيف تنتج الكهرباء؟
البروتونات توجد في نواة الذرة، والإلكترونات تدور حول النواة في مداراتها الخارجية متأثرة بقوى الجذب من النواة (الناتجة من التجاذب بين الإلكترونات السالبة الشحنة والبروتونات الموجبة الشحنة) وقوى الطرد(الناتجة عن دورانها السريع حول النواة) وهنا يجب أن تتساوى القوتان حتى تتزن الذرة، ولكن في وجود قوى شد خارجية (ذرات أخرى أو جهود موجبة) فإن الإلكترونات تترك النواه وتسير مكونة الكهرباء، أو ما يسمى بالتيار الكهربائي.ما هي المواد الموصلة والمواد العازلة وأشباه الموصلات؟
التيار الكهربائي ما هو إلا انتقال مجموعه من الإلكترونات عبر موصل ، ونفهم من ذلك أن هناك مواد تسمح بحركة الإلكترونات وأخرى تمنع ، بمعنى هناك مواد موصله ومواد
عازله للكهرباء ومن هنا جاء تصنيف المواد من حيث التوصيلية للكهرباء فكان لدينا
ثلاث أنواع وهم :
- مواد موصله : أي المواد التي تمتلك عدد كبير من الإلكترونات وتسمح لهم بالتحرك من ذرة لأخري لتنشئ تيار كهربائي مثل النحاس والذهب وألومنيوم.
- المواد العازلة: هي المواد التي تمنع إلكتروناتها من الانتقال وبالتالي تكون مواد غير موصله للتيار الكهربائي مثل الخشب والزجاج والبلاستيك والمطاط.
- أشباه الموصلات : وهي مواد وسط ما بين المواد الموصلة والعازلة وهي ذات أهمية بالغة في الإلكترونيات الحديثة وسياتي الحديث عنها عند الحديث عن الدايود والترانزستور وغيرهم من أشباه الموصلات.
ما الذي يدفع الإلكترونات للتحرك ؟ولماذا لا تتحرك الإلكترونات من تلقاء نفسها لتكون تيار كهربائي ؟
لنفترض أن هناك خزان للمياه ولكن قوه المياه في الخزان لا تسمح له بالوصل إلي حنفيه المياه في المنزل ما العمل حينها بالطبع سنقوم بتركيب مضخة لسحب الماء من الخزان وضخه عبر المواسير ومن ثم تصل إلي حنفيه المياه في المنزل.
المضخة هي البطارية وبمجرد توصيلها في الدائرة تدفع الإلكترونات الموجودة
في السلك فتكون دائرة مغلقه يمكن الاستفادة والبطارية هنا هي مصدر
للجهد الكهربي .
حيث أن البطارية لها طرفان طرف موجب وطرف سالب (الإلكترونات)
والموجب والموجب والسالب والسالب يتنافروا ومن ثم عند توصيل
البطارية بسلك ستندفع الإلكترونات إلي السلك متجه إلي الطرف الموجب
مما يسبب تيار كهربائي
فالجهد الكهربي هو الذي ينشئ فرق في الشحنات بين طرفي موصل ليجعل احدهم ملئ بالإلكترونات والأخر فقير بالإلكترونات .
ما هو التيار الاصطلاحي؟
اصطلاحي تعني ما اتفق عليه علماء الكهرباء ، ولقد اصطلح العلماء على أن يكون اتجاه مرور التيار الكهربائي في الدارة خارج البطارية من القطب الموجب إلى القطب السالب أي بعكس اتجاه سريان الإلكترونات. واتجاهه داخل البطارية من القطب السالب إلى القطب الموجب.كلمة أخيرة
التيار الكهربائي هو حركة الإلكترونات الحرة عبر ناقل بتأثير قوة كهربائية خارجية. نحصل على هذه القوة من مصدر استطاعة كهربائية مثل البطارية العادية. فعند إغلاق الدارة الكهربائية تتحرك الإلكترونات الحرة من القطب السالب إلى القطب الموجب للبطارية .إن هذه الحركة الموجهة للإلكترونات الحرة تسمى سريان التيار الكهربائي ويقال في هذه الحالة إن هناك تياراً كهربائياً يمر في الدارة.