ما هو التيار الكهربي؟

التيار الكهربي هو تدفق الشحنات الكهربائية عبر موصل. في المواد الصلبة مثل الأسلاك المعدنية، تنتقل الإلكترونات الحرة من ذرة إلى أخرى تحت تأثير فرق الجهد. هذا التدفق المستمر للشحنات هو ما نسميه التيار الكهربي.

تصنف المواد حسب قدرتها على توصيل التيار إلى ثلاث فئات: الموصلات التي تحتوي على وفرة من الإلكترونات الحرة فتسمح بمرور التيار بسهولة، والعوازل التي تفتقر إلى الإلكترونات الحرة فتعوق مرور التيار، وأشباه الموصلات التي تقع في منطقة وسطى بين الاثنين وتتغير توصيليتها حسب الظروف.

ما هي شدة التيار الكهربي وكيف تحسب؟

شدة التيار الكهربي هي كمية الشحنة الكهربائية التي تمر عبر مقطع عرضي من الموصل في وحدة الزمن. يُرمز لها بالرمز I وتحسب بالعلاقة:

I = Q / t

حيث Q كمية الشحنة بالكولوم، وt الزمن بالثانية. وحدة قياس شدة التيار هي الأمبير، وهي تعادل مرور شحنة مقدارها كولوم واحد خلال ثانية واحدة.

يمكن أيضًا التعبير عن كمية الشحنة بدلالة عدد الإلكترونات، إذ إن شحنة الإلكترون الواحد تساوي 1.6 × 10⁻¹⁹ كولوم. يستخدم جهاز الأميتر لقياس شدة التيار في الدائرة.

ما الفرق بين اتجاه التيار الاصطلاحي والفعلي؟

يوجد اتجاهان للتيار الكهربي:

• الاتجاه الاصطلاحي (التقليدي): هو اتجاه حركة الشحنات الموجبة المفترضة، من القطب الموجب للمصدر إلى القطب السالب عبر الجزء الخارجي من الدائرة.
• الاتجاه الفعلي (الحقيقي): هو اتجاه حركة الإلكترونات السالبة فعليًا، من القطب السالب إلى القطب الموجب عبر الأسلاك الخارجية.

في معظم التطبيقات والحسابات نستخدم الاتجاه الاصطلاحي لأنه الأقدم والأكثر شيوعًا في الرسوم والمخططات.

ما شروط مرور التيار الكهربي في دائرة؟

لمرور التيار الكهربي في دائرة كهربية يجب توافر ثلاثة شروط أساسية:

1. وجود مصدر للجهد الكهربي يوفر فرق جهد بين نقطتين.
2. وجود مسار مغلق كامل يسمح للشحنات بالدوران.
3. وجود موصل يسمح بمرور الشحنات (مثل سلك معدني).

إذا انقطع أحد هذه الشروط يتوقف مرور التيار.

ما هو قانون أوم؟

ينص قانون أوم على أن شدة التيار المار في موصل تتناسب طرديًا مع فرق الجهد بين طرفيه، وعكسيًا مع مقاومته، بشرط ثبات درجة الحرارة. يُعبر عنه بالعلاقة:

V = I × R

أو I = V / R

حيث V فرق الجهد بالفولت، I شدة التيار بالأمبير، وR المقاومة بالأوم. هذا القانون أساسي لفهم سلوك الدوائر الكهربية البسيطة وحل المسائل المتعلقة بها.