تصنيف المواد حسب
موصليتها للكهرباء:
تصنف المواد إلى ثلاث
أنواع حسب موصليتها وهي كما يلي
1- المواد الموصلة:و هي المواد التي تسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها مثل النحاس, الألمنيوم,الحديد و
غيرها من المعادن الموصلة للكهرباء, و تتراوح المواد في موصليتها حسب المقاومة
النوعية لكل مادة.
2- المواد العازلة:و هي المواد التي لا تسمح بمرور التيار
الكهربائي من خلالها, و ذلك بسبب تركيبها الداخلي و الترابط القوي بين ذراتها, مثل
الخشب, المطاط, الخزف, و غيرها من المواد العازلة.
3- المواد شبه الموصلة:و هي مواد تقع بين المواد الموصلة
و المواد العازلة من حيث توصيلها للكهرباء, أي بمعنى أخر فالمواد شبه الموصلة تكون
عازلة عند درجة الصفر المطلق و تحت تأثير درجة حرارتها تبدأ موصليتها بالزيادة
نتيجة تفكك الرابطة القوية بين ذراتها بفعل الحرارة, و من المواد شبه الموصلة الجرمانيوم,
السيلكون.
مفهوم التيار و
الفولطية و المقاومة الكهربائية
- التيار الكهربائي
إذا تم توصيل سلك من
النحاس مع مصدر للطاقة الكهربائية مثل البطارية, فيؤدي ذلك إلى حركة الالكترونات
داخل السلك, و من ذلك نستنتج تعريف للتيار الكهربائي.
التيار الكهربائي:-
هو كمية الشحنة المارة في موصل تحت تأثير قوة خارجية ناتجة من مصدر كهربائي كالبطارية.
ويكون اتجاه التيار
معاكس لاتجاه الالكترونات ( اتجاه التيار من الموجب إلى السالب )
و تمثل المعادلة
التالية طريقة حساب قيمة التيار الكهربائي
ت = ك ÷ ن أو I=C*T
حيث:-
I. ت:- التيار ( أمبير )
C. ك:- الشحنة الكهربائية ( كولوم )
T. ن:- الزمن ( ثانية )
مثال:- احسب مقدار التيار الكهربائي إذا علم أن
مقدار الشحنة الكهربائية المارة في موصل حلال 4 ثواني تساوي 8 كولوم.
الحل:-
المعطيات:- المطلوب إيجاد التيار و
المعروف قيمة الشحنة و الزمن حيث الشحنة ( ك ) تساوي 8 كولوم, و مقدار الزمن ( ن ) 4 ثواني
نطبق على قانون
التيار
ت = ك ÷ ن ت = 8 ÷ 4 ت = 2 أمبير
أنواع التيار
الكهربائي
1- التيار المستمر:- هو التيار الذي تبقى قيمته و
اتجاهه ثابت مع مرور الزمن, و من مصادر التيار المستمر المركم الرصاصي ( البطارية
) المستخدم في السيارات
2- التيار المتناوب:- هو التيار الذي تتغير قيمته و اتجاهه
مع تغير الزمن, ومن التيار المتناوب التيار المتولد من محطة توليد الطاقة
الكهربائية و التي يزود المنازل بالتيار الكهربائي.
أشكال موجات
التيار المتناوب:
الفولطية ( فرق الجهد
الكهربائي )
يحتاج سريان التيار
الكهربائي لوجود قوة تؤثر على الالكترونات, و يمكن أن تكون هذه القوة المؤثرة هي
فرق الجهد أو القوة الدافعة الكهربائية أو الفولطية و جميعها تسميات قد تتشابه في
المعنى.
ويمكن تعريفها:- بأنها
القوة التي تجبر الالكترونات ( الشحنات ) على التحرك في اتجاه معين عبر الموصل, أي
تسبب سريان التيار الكهربائي.
- الفولطية ( فرق الجهد
الكهربائي )
يحتاج سريان التيار
الكهربائي لوجود قوة تؤثر على الالكترونات, و يمكن أن تكون هذه القوة المؤثرة هي
فرق الجهد أو القوة الدافعة الكهربائية أو الفولطية و جميعها تسميات قد تتشابه في
المعنى.
ويمكن تعريفها:- بأنها
القوة التي تجبر الالكترونات ( الشحنات ) على التحرك في اتجاه معين عبر الموصل, أي
تسبب سريان التيار الكهربائي.
- المقاومة الكهربائية
تعريف المقاومة الكهربائية:- ممانعة المادة لمرور التيار
الكهربائي فيها, و هناك عدة عوامل تعتمد عليها المقاومة لأي موصل وهي.
1- نوع المادة
المصنوع منها الموصل
2- طول الموصل
3- مساحة مقطع الموصل
4- درجة حرارة الموصل
و يمكن تمثيل تلك
العوامل بالمعادلة التالية و التي من خلالها يمكن إيجاد قيمة المقاومة إذا علمت
معطيات المعادلة
م = ( م ن ×
ل ) ÷ س
حيث:-
م:- مقاومة الموصل -
بالاوم
ل:- طول الموصل -
بالمتر ( م )
س:- مساحة مقطع
الموصل ( بالمتر مربع ) ( م2)
م ن :- المقاومة النوعية للموصل ( اوم . م
)
تطبيقات على قانون
اوم
نص قانون اوم ( إذا مر تيار كهربائي في موصل فان قيمة هذا
التيار تتناسب طرديا مع فرق الجهد المطبق بين طرفي هذا الموصل و عكسيا مع مقاومته
). و سمي قانون اوم نسبة إلى العالم جورج اوم.
يمكن تمثيل قانون اوم
بالمعادلة التالية
ت = ف ÷ م I=U/R
حيث
ت:- التيار بالأمبير
ف:- فرق الجهد بالفولط
م:- المقاومة بالاوم
مثال:-
وصلت مقاومة سلك من الحديد قيمتها 10 اوم
مع مصدر كهربائي فولطيته 100 فولط, فما
قيمة التيار المار في المقاومة.
الحل:-
حسب قانون اوم فان ت= ف ÷ م
ت = 100 ÷
10 ت = 10 امبير
