بمجرد أن نبدأ الدراسة المنهج المدرسيالفيزياء، على الفور تقريبًا يبدأ معلمونا بإخبارنا أن هناك فرقًا كبيرًا بين التيار والجهد فرق كبير، ونحن حقا بحاجة إلى معرفتها في وقت لاحق من الحياة. ومع ذلك، الآن حتى شخص بالغ لا يستطيع أن يتحدث عن الاختلافات بين المفهومين. لكن الجميع بحاجة إلى معرفة هذا الفرق، لأننا نتعامل مع التيار والجهد الحياة اليومية، على سبيل المثال، عن طريق توصيل جهاز تلفزيون أو شاحن الهاتف.
تعريف
صدمة كهربائيةتسمى العملية عندما تكون تحت التأثير المجال الكهربائيتبدأ الحركة المنظمة للجسيمات المشحونة. يمكن أن تكون الجسيمات أكثر عناصر مختلفةكل هذا يتوقف على حالة محددة. إذا كنا نتحدث عن الموصلات، فإن الجسيمات في هذه الحالة هي الإلكترونات. من خلال دراسة الكهرباء، بدأ الناس يدركون أن إمكانيات التيار تسمح باستخدامها على أكمل وجه مناطق مختلفة، بما في ذلك الطب. بعد كل شيء، تساعد الشحنات الكهربائية على إنعاش المرضى واستعادة وظائف القلب. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم التيار في علاج الأمراض المعقدة مثل الصرع أو مرض باركنسون. في الحياة اليومية، التيار الكهربائي لا يمكن الاستغناء عنه ببساطة، لأنه بمساعدته تضاء الأضواء في شققنا ومنازلنا وتعمل الأجهزة الكهربائية.
الجهد االكهربى- مفهوم أكثر تعقيدا بكثير من الحالي. تنتقل الشحنات الموجبة المفردة من نقاط مختلفة: من الإمكانات المنخفضة إلى الإمكانات العالية. والجهد هو الطاقة المستهلكة في هذه الحركة. ولتسهيل الفهم، غالبا ما يتم إعطاء مثال على تدفق المياه بين الضفتين: التيار هو تدفق المياه نفسها، ويظهر الجهد الفرق في المستويات في الضفتين. وعليه سيستمر التدفق حتى تتساوى المستويات.
اختلاف
ربما يمكن ملاحظة الفرق الرئيسي بين التيار والجهد بالفعل من التعريف. ولكن من أجل التيسير، سنقدم اختلافين رئيسيين بين المفاهيم قيد النظر مع وصف أكثر تفصيلاً:
- التيار هو كمية من الكهرباء، في حين أن الجهد هو مقياس الطاقة المحتملة. بمعنى آخر، كلا هذين المفهومين يعتمدان بشكل كبير على بعضهما البعض، لكنهما في نفس الوقت مختلفان تمامًا. أنا (التيار) = U (الجهد) / R (المقاومة). هذه هي الصيغة الرئيسية التي يمكنك من خلالها حساب اعتماد التيار على الجهد. تتأثر المقاومة سلسلة كاملةالعوامل، بما في ذلك المادة التي يصنع منها الموصل، ودرجة الحرارة، والظروف الخارجية.
- الفرق في الإيصال. يؤدي التعرض للشحنات الكهربائية في الأجهزة المختلفة (مثل البطاريات أو المولدات) إلى توليد الجهد الكهربي. ويتم الحصول على التيار عن طريق تطبيق الجهد بين نقاط الدائرة.
لفهم كل هذا، دعونا نتذكر التعريفات الدقيقة من الكتاب المرجعي (حفظها مفيد للغاية). لذا فإن التيار، أو بالأحرى حجمه، هو مقدار الشحنة التي تمر عبر المقطع العرضي للموصل لكل وحدة زمنية: I = Qlt. وحدة التيار تسمى أمبير ووحدتها هي كولوم في الثانية. معرفة هذه الحقيقة ستكون مفيدة لنا لاحقًا. ستكون قصة الجهد أكثر تعقيدًا - حجم الجهد هو فرق الجهد بين نقطتين من المادة. ويقاس بالفولت، ووحدة القياس هي الجول.
لكل قلادة. من السهل فهم السبب وراء ذلك عندما تنغمس في الفهم تعريف دقيققيمة الجهد: 1 فولت هو فرق الجهد الذي تتطلب فيه حركة شحنة قدرها 1 كولوم إنفاق طاقة يساوي 1 جول.
كل هذا يمكن تخيله بشكل مثالي من خلال مقارنة الموصل والأنبوب الذي يتدفق من خلاله الماء. باستخدام هذه المقارنة، نرى أنه يمكن بسهولة تخيل القيمة الحالية على أنها كمية المياه المتدفقة في الثانية (وهذا تشبيه رائع في دقته)، فإن الجهد يشبه فرق الضغط عند مخرج ومدخل أنبوبنا. عادةً ما ينتهي الأنبوب بمصرف مفتوح، وبالتالي يكون ضغط المخرج كذلك الضغط الجوي، ويمكن أن يؤخذ على أنه المستوى المرجعي. بنفس الطريقة في المخططات الكهربائيةيوجد سلك مشترك (أو "حافلة مشتركة" - للإيجاز يطلق عليه "أرضي"، على الرغم من أن هذا غير صحيح، حيث يتم اعتبار إمكاناته صفرًا، ويتم قياس جميع الفولتية في الدائرة على أساسها. عادةً (ولكن ليس دائمًا!) يتم أخذ السلك السالب كمخرج سلك مشترك لمصدر الطاقة الرئيسي للدائرة.
لذلك دعونا نعود إلى مسألة كيفية التمييز بين التيار والجهد؟ سيكون من الصحيح أن نقول هذا: التيار هو كمية الكهرباء، والجهد هو مقياس للطاقة المحتملة. الشخص الذي لا يفهم الفيزياء، بالطبع، سيبدأ في هز رأسه محاولًا أن يفهم، ثم ستضيف: تخيل سقوط حجر. إذا كانت الصخرة صغيرة (كمية منخفضة من الكهرباء) ولكنها سقطت من ارتفاع (جهد عالي)، فيمكن أن تحدث تأثيرًا قويًا مثل سقوط صخرة كبيرة (كثير من الكهرباء) من ارتفاع متواضع (جهد منخفض).
في الواقع، مثال الحجر جميل، لكنه غير دقيق - أنبوب به المياه المتدفقةيعكس العملية بشكل أكثر دقة. عليك أن تعرف أن الجهد والتيار عادة ما يكونان مترابطين. (أستخدم كلمة "عادة" لأنه في بعض الحالات - الجهد أو مصادر التيار - يحاولون التخلص من هذه التوصيلات، حتى لو لم ينجحوا تمامًا.) نعم، نعم، إذا عدنا إلى مثال الماء في الأنبوب ، من السهل الحصول على فكرة: كيف مع زيادة الضغط في الأنبوب (الشد) مقداره المياه المتدفقة(حاضِر). وبعبارة أخرى، لماذا نحتاج إلى استخدام المضخات؟ من الصعب أن نتخيل بالضبط علاقة عكسية- كيف يؤثر التيار على الجهد . للقيام بذلك، عليك أن تفهم جوهر المقاومة.
في النصف الأول من القرن التاسع عشر، لم يعرف الفيزيائيون كيفية وصف اعتماد التيار على الجهد. هناك تفسير بسيط لهذا. حاول أن تكتشف بشكل تجريبي كيف يبدو هذا الاعتماد.
فقط بفضل موهبة جورج أوم كان من الممكن رؤية الطبيعة الحقيقية للمقاومة وراء كل الغابة والعقبات. وهذا يعني أنه يمكن استنتاج أن اعتماد التيار على الجهد يمكن وصفه بالصيغة: I = U/R. تعتمد قيمة المقاومة R على المادة التي يصنع منها الموصل وعلى الظروف الخارجية للبيئة - خاصة درجة الحرارة.
التيار هو الحركة الموجهة للإلكترونات (الجسيمات المشحونة). ويحدث ذلك إذا كان هناك فرق جهد في الدائرة، أي على أحد جانبي الموصل التيار الكهربائيفائض من الجسيمات المشحونة، ومن ناحية أخرى، نقصها. فرق الجهد الذي يسمح للتيار الكهربائي بالتدفق عبر الموصل هو الجهد. وبدون حدوث جهد كهربائي، لن يكون هناك تيار كهربائي.
في الفيزياء، يتم التعبير عن هذه العلاقة بالصيغة I=U/R، حيث I هي شدة التيار في الموصل، وU هو الجهد عند طرفي هذا الدائرة الكهربائيةو R هي مقاومة هذه الدائرة. كلما زاد الجهد الكهربي في الدائرة، زاد عدد الجسيمات المشحونة التي تمر عبرها، والعكس صحيح.
بمجرد أن نبدأ في دراسة الفيزياء في المناهج المدرسية، يبدأ المعلمون على الفور تقريبًا في إخبارنا بوجود فرق كبير جدًا بين التيار والجهد، وسنكون في حاجة ماسة إلى معرفته في وقت لاحق من حياتنا. ومع ذلك، الآن حتى شخص بالغ لا يستطيع أن يتحدث عن الاختلافات بين المفهومين. ولكن يحتاج الجميع إلى معرفة هذا الفرق، لأننا نتعامل مع التيار والجهد في الحياة اليومية، على سبيل المثال، عند توصيل شاحن التلفزيون أو الهاتف بمقبس كهربائي.
صدمة كهربائيةهي العملية التي تبدأ فيها الحركة المنظمة للجسيمات المشحونة تحت تأثير المجال الكهربائي. يمكن أن تكون الجسيمات مجموعة متنوعة من العناصر، كل هذا يتوقف على الحالة المحددة. إذا كنا نتحدث عن الموصلات، فإن الجسيمات في هذه الحالة هي الإلكترونات. من خلال دراسة الكهرباء، بدأ الناس يدركون أن إمكانيات التيار تسمح باستخدامها في مجموعة متنوعة من المجالات، بما في ذلك الطب. بعد كل شيء، تساعد الشحنات الكهربائية على إنعاش المرضى واستعادة وظائف القلب. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم التيار في علاج الأمراض المعقدة مثل الصرع أو مرض باركنسون. في الحياة اليومية، التيار الكهربائي لا يمكن الاستغناء عنه ببساطة، لأنه بمساعدته تضاء الأضواء في شققنا ومنازلنا وتعمل الأجهزة الكهربائية.
الجهد االكهربى- مفهوم أكثر تعقيدا بكثير من الحالي. تتحرك الشحنات الموجبة المفردة من نقاط مختلفة: من الإمكانات المنخفضة إلى الإمكانات العالية. والجهد هو الطاقة المنفقة على هذه الحركة. ولتسهيل الفهم، غالبا ما يتم إعطاء مثال على تدفق المياه بين الضفتين: التيار هو تدفق المياه نفسها، ويظهر الجهد الفرق في المستويات في الضفتين. وعليه سيستمر التدفق حتى تتساوى المستويات.
ما هو الفرق بين التيار والجهد
ربما يمكن ملاحظة الفرق الرئيسي بين التيار والجهد بالفعل من التعريف. ولكن من أجل التيسير، سنقدم اختلافين رئيسيين بين المفاهيم قيد النظر مع وصف أكثر تفصيلاً:
التيار هو كمية من الكهرباء، في حين أن الجهد هو مقياس للطاقة الكامنة. بمعنى آخر، كلا هذين المفهومين يعتمدان بشكل كبير على بعضهما البعض، لكنهما في نفس الوقت مختلفان تمامًا. أنا (التيار) = U (الجهد) / R (المقاومة). هذه هي الصيغة الرئيسية التي يمكنك من خلالها حساب اعتماد التيار على الجهد. تتأثر المقاومة بعدد من العوامل، بما في ذلك المادة التي يصنع منها الموصل، ودرجة الحرارة، والظروف الخارجية.
الفرق في الإيصال. يؤدي التعرض للشحنات الكهربائية في الأجهزة المختلفة (مثل البطاريات أو المولدات) إلى توليد الجهد الكهربي. ويتم الحصول على التيار عن طريق تطبيق الجهد بين نقاط الدائرة.
الاستنتاجات:
الفرق بين التيار والجهد يكمن في التعريف، ولكن كلا المفهومين يعتمدان بشكل كبير على بعضهما البعض.
يتم الحصول عليها نتيجة لعمليات مختلفة.
الكثير منا، حتى من المدرسة، لا يستطيع فهم الجوانب التي تميز التيار عن الجهد. بالطبع، جادل المعلمون باستمرار بأن الفرق بين هذين المفهومين هو ببساطة هائل. ومع ذلك، فإن بعض البالغين فقط لديهم الفرصة للتفاخر بامتلاك المعرفة ذات الصلة، وإذا لم تكن واحدًا منهم، فقد حان الوقت لتنتبه إلى مراجعتنا اليوم.
ما هو التيار والجهد؟
من أجل التحدث عن ما هي القوة الحالية وما هي الفروق الدقيقة التي قد ترتبط بها، فإننا نعتبر أنه من الضروري أن نلفت انتباهكم إلى ما هو عليه في حد ذاته. الحالي هو عملية خلالها، تحت التأثير المباشرالمجال الكهربائي، تبدأ حركة بعض الجسيمات المشحونة بالحدوث. قد يكون الأخير قائمة كاملة من العناصر المختلفة في هذا الصدد، كل هذا يتوقف على الوضع المحدد. لذلك، على سبيل المثال، إذا كنا نتحدث عن الموصلات، ففي هذه الحالة، ستعمل الإلكترونات كالجسيمات المذكورة أعلاه. 
ربما لم يكن البعض منكم يعرف هذا، ولكن التيار يستخدم بنشاط في الطب الحديثوعلى وجه الخصوص، من أجل إنقاذ شخص من قائمة كاملة من جميع أنواع الأمراض، نفس الصرع، على سبيل المثال. يعد التيار أيضًا أمرًا لا غنى عنه في الحياة اليومية، لأنه بمساعدته تضاء الأضواء في منزلك وتعمل بعض الأجهزة الكهربائية. القوة الحالية، بدورها، تعني ضمنا معينة الكمية المادية. ويشار إليه بالرمز I. 
في حالة الجهد، كل شيء أكثر تعقيدا، حتى لو قارنته بمفهوم مثل "القوة الحالية". هناك شحنات موجبة واحدة يجب أن تتحرك من نقاط مختلفة. بالإضافة إلى ذلك فإن الجهد هو الطاقة التي تحدث من خلالها الحركة المذكورة أعلاه. في المدارس، لفهم هذا المفهوم، غالبًا ما يقدمون مثالاً على تدفق المياه الذي يحدث بين ضفتين. في هذه الحالة، سيكون التيار هو تدفق الماء نفسه، بينما سيكون الجهد قادرًا على إظهار الفرق في المستويات في هذين الضفتين. لذلك سيتم ملاحظة التدفق حتى يتساوى المستويان في البنوك.
ما هو الفرق بين التيار والجهد؟
نجرؤ على الإشارة إلى أن الفرق الرئيسي بين هذين المفهومين هو تعريفهما المباشر:
- تمثل كلمتا "التيار" و"التيار" على وجه الخصوص كمية معينة من الكهرباء، بينما يعتبر الجهد عادةً مقياسًا للطاقة الكامنة. بكلمات بسيطة، هذين المفهومين يعتمدان بقوة على بعضهما البعض، مع الاحتفاظ ببعضهما ميزات مميزةمع كل هذا. تتأثر مقاومتهم بعدد كبير من العوامل المختلفة. وأهمها المادة التي يصنع منها موصل معين، والظروف الخارجية، ودرجة الحرارة.
- هناك أيضا بعض الاختلاف في استقبالهم. لذلك، إذا كان التأثير على الشحنات الكهربائية يخلق جهدًا، فسيتم الحصول على التيار عن طريق تطبيق الجهد بين نقاط الدائرة. بالمناسبة، يمكن أن تكون هذه الأجهزة بطاريات عادية أو مولدات أكثر تقدما وملاءمة. لهذا السبب، يمكننا القول أن الاختلافات الرئيسية بين هذين المفهومين تتلخص في تعريفهما، فضلا عن حقيقة أنه يتم الحصول عليهما نتيجة لعمليات مختلفة تماما.
لا ينبغي الخلط بينه وبين التيار استهلاك الطاقة. هذه المفاهيم مختلفة تمامًا ويجب إدراك الاختلاف الرئيسي بينها بدقة قوة. لذلك، في حالة أن الجهد هو المقصود لذلك. لتوصيف الطاقة الكامنة، ففي حالة التيار، ستكون هذه الطاقة حركية بالفعل. في بلدنا، الحقائق الحديثةتتوافق الغالبية العظمى من الأنابيب مع القياسات من عالم الكهرباء. نحن نتحدث عن الحمل الذي يتم إنشاؤه عند توصيل المصباح الكهربائي أو نفس التلفزيون بالشبكة. خلال هذا، يتم إنشاء استهلاك الكهرباء، الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى ظهور التيار.
وبطبيعة الحال، إذا لم تقم بتوصيل أي أجهزة كهربائية بالمأخذ، فإن الجهد سيبقى دون تغيير، في حين أن التيار سيكون صفراً. حسنًا، إذا لم يكن هناك شرط للتدفق، فكيف يمكننا حتى التحدث عن التيار وأي من قوته؟ لذلك، التيار هو مجرد كمية معينة من الكهرباء، في حين يعتبر الجهد مقياسًا للطاقة الكامنة لمصدر معين للكهرباء.
يعد الجهد والتيار من المفاهيم الكمية التي يجب وضعها دائمًا في الاعتبار عندما يتعلق الأمر بالدائرة الإلكترونية. وعادة ما تتغير مع مرور الوقت، خلاف ذلكتشغيل الدائرة ليس موضع اهتمام.
الجهد االكهربى ( رمز U، وأحيانا E). الجهد بين نقطتين هو الطاقة (أو العمل) المنفقة لتحريك الوحدة شحنة موجبةمن نقطة محتملة منخفضة إلى نقطة محتملة عالية (أي أن النقطة الأولى لديها إمكانات أكثر سلبية مقارنة بالثانية). بمعنى آخر، هي الطاقة التي يتم إطلاقها عندما "تنزلق" شحنة الوحدة من الإمكانات العالية إلى المنخفضة. ويسمى الجهد أيضًا فرق الجهد أو القوة الدافعة الكهربائية. وحدة قياس الجهد هي الفولت. عادة، يتم قياس الجهد بالفولت (V)، أو كيلوفولت، أو ميلي فولت أو ميكروفولت (انظر القسم "البادئات لتشكيل مضاعفات و وحدات فرعية متعددةالقياسات "، طبع طباعة صغيرة). لتحريك شحنة مقدارها 1 كولوم بين نقطتين فرق جهدهما 1 فولت، من الضروري بذل شغل مقداره 1 جول. (الكولوم بمثابة وحدة قياس الشحنة الكهربائية و يساوي تهمةتقريبًا إلكترونات.) من النادر قياس الجهد بالنانو فولت أو الميجا فولت؛ سترى هذا بعد قراءة الكتاب بأكمله.
نعطي أسماء لمشغلات جهد المولد مثل البطارية والبطاريات. لا تحتوي الأجهزة الأخرى، مثل الثلاجة والغسالة والمكواة والخلاط، على مثل هذا الزر الذي يسمح لك بضبط الجهد. إذا تم تشغيل أحد هذه الأجهزة بجهد أعلى من الجهد المحدد من قبل الشركة المصنعة، فسوف يحترق على الفور تقريبًا.
إذا كان متصلاً بجهد أقل من المحدد، أو أن الجهاز لا يعمل أو يعمل بشكل سيء. القوة هي الكمية الكهربائيةوالتي تشير إلى استهلاك الطاقة الكهربائية للجهاز في كل لحظة من تشغيله. على سبيل المثال، إذا كانت قدرة المصباح 100 واط، فهذا يعني أنه يستهلك 100 جول من الكهرباء كل ثانية. معظم الأجهزة الكهربائية لها قيمة القوة الكهربائية فقط، لكن هناك بعضها يوفر أكثر من قيمة، مثل الدش الكهربائي.
الحالي (الرمز). التيار هو سرعة حركة الشحنة الكهربائية عند نقطة ما. وحدة قياس التيار هي الأمبير. يتم قياس التيار عادة بالأمبير (A)، المللي أمبير، الميكرو أمبير
نانو أمبير وأحيانا بيكوامب. يتم إنشاء تيار مقداره 1 أمبير عن طريق تحريك شحنة قدرها 1 كولوم في زمن قدره 1 ثانية. من المتفق عليه أن التيار في الدائرة يتدفق من نقطة ذات جهد أكثر إيجابية إلى نقطة ذات جهد أكثر سلبية، على الرغم من أن الإلكترون يتحرك في الاتجاه المعاكس.
في هذه الحالة، عادةً ما يكون لها قيمة للوضع الصيفي وأخرى للوضع الشتوي. في الصيف، عندما تسخن المياه بشكل أقل، تكون القيمة أقل. في الشتاء، عندما يكون الماء أكثر سخونة، تكون قيمة الطاقة أكبر، وبالتالي الاستهلاك الطاقة الكهربائيةأيضا أكثر.
ويقاس بالكيلوواط ساعة، وهو ما يعني كيلو واط / ساعة. هذا الكيلو جرام يساوي كيلوغراماوالكيلومتر ويعني 000 مرة. وات ساعة هي بالفعل مقياس للطاقة الكهربائية. على الرغم من أن هذا قد يبدو غريبا بالنسبة لك. هذه الواط ساعة هي وحدة للطاقة. تذكر أن الواط هو وحدة القوة والساعة هي وحدة الزمن. وبالتالي، فإن واط ساعة هو نتاج الطاقة مع مرور الوقت و 1 كيلو واط ساعة يساوي 000 واط ساعة. في هذه المرحلة يمكننا أن نأخذ بعض حبات الضوء التي سيتم مناقشتها مع الطلاب.
تذكر: يتم قياس الجهد دائمًا بين نقطتين في الدائرة، ويتدفق التيار دائمًا عبر نقطة في الدائرة أو عبر بعض عناصر الدائرة.
لا يمكنك أن تقول "الجهد في المقاوم" - فهذا أمر جاهل. ومع ذلك، فإننا غالبًا ما نتحدث عن الجهد عند نقطة ما في الدائرة. في هذه الحالة، يقصدون دائمًا الجهد بين هذه النقطة و"الأرض"، أي نقطة في الدائرة التي يعرف الجميع إمكاناتها. سوف تعتاد قريبًا على هذه الطريقة لقياس الجهد.
التيار الكهربائي هو كمية تعتمد قيمتها على قوة الجهاز، وكذلك على الجهد الذي يعمل به. على سبيل المثال، يتطلب مصباح بقدرة 100 واط مقنن بـ 110 فولت تيارًا كهربائيًا أكبر عند توصيله من مصباح بقدرة 60 واط بنفس الجهد. وهذا هو السبب في أن لمبة 100 واط أكثر سطوعًا من لمبة 60 واط.
هناك نوعان من التيار الكهربائي: التيار المباشر، الذي يأتي من البطاريات، والتيار المتردد، الذي يأتي من محطات توليد الكهرباء إلى المنازل والصناعات وغيرها. التيار المتردد له قيمة تختلف ضمن النطاق أثناء تشغيل نفس الجهاز الكهربائي.
يتم إنشاء الجهد من خلال العمل على الشحنات الكهربائية في أجهزة مثل البطاريات (التفاعلات الكهروكيميائية)، والمولدات (تفاعل القوى المغناطيسية)، والخلايا الشمسية (التأثير الكهروضوئي لطاقة الفوتون)، وما إلى ذلك. نحصل على التيار من خلال تطبيق الجهد بين نقاط الدائرة.
هنا، ربما، قد يطرح السؤال، ما هو بالضبط الجهد والتيار، كيف يبدوان؟ للإجابة على هذا السؤال، من الأفضل استخدام جهاز إلكتروني مثل راسم الإشارة. يمكن استخدامه لمراقبة الجهد (وأحيانًا التيار) كدالة تتغير بمرور الوقت. سوف نلجأ إلى قراءات من أجهزة قياس الذبذبات وكذلك أجهزة قياس الفولتميتر لتوصيف الإشارات. في البداية، ننصحك بالاطلاع على الملحق أ، حيث نحن نتحدث عنهحول الذبذبات، والطائفة. "عالمي أدوات القياس"، مطبوع بخط صغير.
وفي هذه الحالة يشير إلى خاصية التيار الكهربائي المتناوب الذي يتم الحصول عليه من محطات توليد الكهرباء. في البرازيل، تردد التيار المتردد هو 60 هرتز، أي 60 دورة في الثانية. هناك دول مثل البرتغال وباراجواي حيث يبلغ التردد 50 هرتز.
فهم قليلا عن النفوس
وبالنسبة للصيف. في أي موضع يكون التيار أكبر؟
- ما هو تحول الطاقة الذي يؤديه الدش؟
- أين هي؟
- متى يصبح الماء ساخنا؟
- وتنقسم المقاومة إلى قسمين.
- ما هو الموقف ووضعية الشتاء؟
في الدوائر الحقيقية، نقوم بتوصيل العناصر ببعضها البعض باستخدام الأسلاك والموصلات المعدنية، ولكل منها في كل نقطة نفس الجهد (بالنسبة إلى الأرض، على سبيل المثال). في منطقة الترددات العالية أو الممانعات المنخفضة، هذا البيان ليس صحيحًا تمامًا، وسنناقش هذه المشكلة في الوقت المناسب. والآن لنأخذ هذا الافتراض على أساس الإيمان. نذكر هذا لنجعلك تفهم أن الدائرة الفعلية لا يجب أن تبدو مثل الرسم التخطيطي لأنه يمكن توصيل الأسلاك بطرق مختلفة.
تتوافق التوصيلات في الشتاء والصيف مع نفس الجهد وقوى مختلفة. سمك سلك الجرح - المقاوم - الذي يطلق عليه عادة "المقاومة" - هو نفس الشيء. يتم الحصول على الاتصالات في الشتاء والصيف باستخدام أطوال مختلفةالمقاومات. في وقت الصيفتستخدم للاتصال معظمنفس السلك، ويتم التوصيل الشتوي باستخدام جزء صغير من السلك، وفي الوضع الصيفي يتم استخدام قسم أكبر.
في التوصيل الشتوي، يجب أن يكون التيار في المقاوم أعلى منه في الوضع الصيفي، مما يسمح بزيادة الطاقة وبالتالي التسخين. عندما يتم الحفاظ على الضغط والمادة والسماكة ثابتة، يمكننا إجراء العلاقة التالية وفقًا للجدول التالي.
تذكر بعض الأشياء قواعد بسيطةفيما يتعلق بالتيار والجهد.
1. مجموع التيارات المتدفقة إلى نقطة ما يساوي مجموع التيارات المتدفقة منها (حفظ الشحنة). تسمى هذه القاعدة أحيانًا قانون كيرشوف للتيارات. يحب المهندسون تسمية هذه النقطة في الدائرة بالعقدة. تتبع هذه القاعدة نتيجة طبيعية: في الدائرة المتوالية (وهي مجموعة من العناصر التي لها طرفين ومتصلة بهذه النهايات ببعضها البعض)، يكون التيار هو نفسه عند جميع النقاط.
إذا كان لدينا مصباح قدرته 100 واط وجهده 110 فولت، ولدينا طاقة P ونفس المصباح جهده 220 فولت، فما هي القدرة في هذه الحالة؟ فيما يلي أمثلة للأنشطة مع الطلاب في الفصل الدراسي. في هذه الأنشطة، سيتعلم الطلاب كيفية تشغيل جهاز قياس متعدد، وقياس الفولتية، والتيارات، وما إلى ذلك.
المواد المطلوبة: جهاز قياس متعدد، بطاريات وأسلاك. إذا كان لدى المعلم مقاومات متاحة للاستخدام، فيمكن إعداد دوائر صغيرة وتغطية المزيد من المحتوى. الشكل 2 - أدخل البطاريات كما هو موضح في الشكل أدناه. في هذا التجميع تمكنا من قياس فرق الجهد بين مصباحين.
2. عند توصيل العناصر بالتوازي (الشكل 1.1)، يكون الجهد على كل عنصر هو نفسه. بمعنى آخر، مجموع هبوط الجهد بين النقطتين A وB، المقاس على طول أي فرع من فروع الدائرة التي تربط هذه النقاط، هو نفسه ويساوي الجهد بين النقطتين A وB. في بعض الأحيان يتم صياغة هذه القاعدة على النحو التالي: مجموع انخفاض الجهد في أي حلقة مغلقة من الدائرة هو صفر. هذا هو قانون كيرشوف للإجهاد.
الشكل 3 - هنا سوف نقوم بقياس فرق الجهد للمقبس. الشكل 4 - القيمة التي تم الحصول عليها بالرجوع إلى الشكل 3. من التجارب، تمكن الطلاب من رسم الجهد مقابل التيار، ثلاثة قياسات كافية لرؤية سلوك الرسم البياني.
يمكن للمدرس أن يناقش المنحدرالخطوط والقوة. الجهد والتيار والأوم والطاقة. يمكن مقارنة الجهد بالمبنى، فكلما زاد الجهد في المبنى، كلما انخفض الأخير، انخفض الجهد. في الإلكترونيات، غالبًا ما يتم استخدام التشابه بطريقة مشابهة لهذا، وذلك ببساطة لشرح موضوع سيكون من الصعب فهمه بسرعة بدون هذه الحيل. كما ترون في الصورة، كل طابق يكلف 10 فولت. المبنى الأول يتكون من طائرة، فتكلفته 10 فولت، والثاني يتكون من 4 فولت، والثالث يكلف 3 فولت.
3. يتم تحديد الطاقة (الشغل المنجز لكل وحدة زمنية) التي تستهلكها الدائرة على النحو التالي:
ولنتذكر كيف عرفنا الجهد والتيار، فنجد أن القدرة تساوي: (الشغل/الشحن) (الشحن/الزمن). إذا تم قياس الجهد U بالفولت والتيار I بالأمبير، فسيتم التعبير عن الطاقة P بالواط. قوة 1 واط تساوي 1 جول من الشغل خلال ثانية واحدة.
الفولتية المعنية مخصصة للطابق الأول، ولكن إذا تم إجراء مراجع أخرى، يتغير كل شيء. إذا تم أخذ كل شيء بعين الاعتبار من خلال المبنى الثاني، فإن الأول هو -30 فولت، والثاني هو 0 والثالث هو -10 فولت. لفهم المفهوم بشكل أفضل، ما عليك سوى التفكير في الطريقة التي تنظر بها إلى المباني المعنية.
إذا نظرت إلى المبنى رقم 3، سترى المبنى الأول الذي يحتوي على 20 طابقًا يصل إلى -20 فولت، والمبنى الثاني الذي يحتوي على طابق أكثر من 10 فولت، والثالث حيث تنظر إلى 0 فولت. كلما زاد عدد الإلكترونات التي تمر خلال الثانية، زاد التيار المتدفق عبر الموصل. تنشأ طبيعة التيار من خاصية اتصال جسمين، حيث يحاولان أن يكونا متساويين شحنة كهربائيةلإزالة مستوى الطاقة، يسمى هذا التحول للإلكترون "التيار". يتم التعبير عن التيار بوحدة الأمبير، وهو اسم مشتق من مكتشفه، الفيزيائي الفرنسي أندريه ماري أمبير.
تتبدد الطاقة على شكل حرارة (عادة) أو في بعض الأحيان يتم إنفاقها في الأعمال الميكانيكية (المحركات)، أو تحويلها إلى طاقة مشعة (المصابيح وأجهزة الإرسال) أو تخزينها (البطاريات والمكثفات). أثناء التطوير نظام معقدواحدة من أهمها هي مسألة تحديد الحمل الحراري (خذ، على سبيل المثال، حاسوب، حيث يكون الناتج الثانوي لعدة صفحات من نتائج حل مشكلة ما هو عدة كيلووات من الطاقة الكهربائية المتبددة في الفضاء على شكل حرارة).
يربط هذا القانون الجهد والتيار بمعلمة أخرى تسمى "المقاومة". يمكن أن نقول أن التيار يتناسب طرديا مع الجهد ويتناسب عكسيا مع المقاومة. وجاءت صيغة القانون واستنتاجاته على النحو التالي. باستخدام هذه الصيغ المشتقة من قانون أوم، يمكن حل أنواع مختلفة من المشاكل. في الشكل الأول، يمكنك حساب التيار المتدفق في دائرة بسيطة مكونة من مصباح وبطارية وموصل.
يحتوي المصباح الكهربائي على فتيل له بعض المقاومة. وهذا الشكل الآخر يوضح كيفية الحصول على الجهد من خلال معرفة شدة التيار والمقاومة للمصباح المتوهج. والآخر لا يزال يصور كيفية حساب مقاومة الفتيل من خلال معرفة جهد البطارية والتيار المتدفق في الدائرة.
في المستقبل، عند دراسة التيارات والفولتية المتغيرة بشكل دوري، سيتعين علينا تعميم تعبير بسيط لتحديد القيمة المتوسطة للقدرة. في هذا النموذج هو صالح لتحديد قيمة لحظيةقوة.
بالمناسبة، تذكر أنك لا تحتاج إلى استدعاء القوة الحالية - فهي أمي. لا يمكنك أيضًا تسمية المقاوم بالمقاومة. حول المقاومات سنتحدثفي القسم التالي.
في الإلكترونيات، هناك مكونات تسمى "المقاومات" التي لها قدر معين من المقاومة. يمكن العثور عليها في متاجر الإلكترونيات أو شركات إعادة تدوير أجهزة التلفاز، ولكن يمكنهم شراؤها عبر الإنترنت في أي مكان أو إنقاذها من الأجهزة القديمة أو المتقادمة. يوضح الشكل الجانبي مقاومة المعادن.
تم تسمية شركة سيمنز على اسم الفيزيائي فيرنر فون سيمنز. عند استخدام الماء الساخن من سخان الماء الكهربائي أو طهي الطعام أو تسخينه على موقد كهربائي، فإنه يستخدم دون قصد تأثير جول، حيث تكون المقاومة جزءًا من هذه الأنواع من الأجهزة أو المستخدمين.