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 الشغل) المنفقة في نقل وحدة شحنة موجبة من نقطة ذات إمكانات منخفضة إلى نقطة ذات إمكانات عالية (أي أن النقطة الأولى لديها إمكانات سلبية أكثر 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 نسخة صغيرة). لتحريك شحنة مقدارها 1 كولوم بين نقطتين فرق جهدهما 1 فولت، من الضروري بذل شغل مقداره 1 جول. (القلادة بمثابة وحدة قياس الشحنة الكهربائيةو 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 والبطارية. 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 طاقة كهربائيةأيضا 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 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 الطاقة 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 عنحول الذبذبات، والطائفة. "عالمي أدوات القياس"، مطبوعة بخط صغير.

وفي هذه الحالة يشير إلى خاصية التيار الكهربائي المتناوب الذي يتم الحصول عليه من منشآت توليد الكهرباء. في البرازيل التردد التيار المتناوبهو 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 يقع؟
• متى يصبح الماء ساخنا؟
• وتنقسم المقاومة إلى قسمين.
• ما هو الموقف ووضعية الشتاء؟

في وضع الصيف، يكون تسخين المياه أقل ويتوافق مع قوة دش أقل. في وضع الشتاء، تكون التدفئة أعلى وتتوافق مع طاقة أعلى.

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 الأطراف 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 رسم بياني للجهد مقابل التيار، ثلاثة قياسات كافية لرؤية سلوك الرسم البياني.

يمكن للمدرس أن يناقش ميلالخطوط والقوة. الجهد والتيار والأوم والطاقة. يمكن مقارنة الجهد بالمبنى، فكلما زاد الجهد في المبنى، كلما انخفض الأخير، انخفض الجهد. في مجال الإلكترونيات، غالبًا ما يتم استخدام التشابه بطريقة مشابهة لهذا، وذلك ببساطة لشرح موضوع سيكون من الصعب فهمه بسرعة بدون هذه الحيل. وكما ترون في الصورة فإن 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 في 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 كيفية نظرتك 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 الخاصية التي يتمتع بها جسمان عند الاتصال حيث يحاولان الحصول على شحنة كهربائية متساوية من أجل التخلص من مستوى الطاقة، وهذا التحول للإلكترون يسمى "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 التي تتبدد 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 شدة التيار الحالية - فهي أمية. 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.

سؤال غبي، تقول؟ مُطْلَقاً. لقد أظهرت التجربة أنه لا يستطيع الكثير من الناس الإجابة عليه بشكل صحيح. تقدم اللغة أيضًا قدرًا معينًا من الارتباك: في عبارة "المصدر متاح تجاريًا" التيار المباشر 12 فولت" المعنى مشوه. في الواقع في في هذه الحالةوهذا يعني بالطبع مصدر جهد، وليس مصدر تيار، حيث أن التيار لا يقاس بالفولت، لكن ليس من المعتاد قول ذلك. الأصح أن نقول "مزود طاقة تيار مستمر 12 فولت"، ولكن يمكنك أيضًا كتابة "مزود الطاقة = 12 فولت" حيث الرمز "=" يعني ما هو عليه ضغط متواصل، وليس متغيرا. ومع ذلك، في هذا الكتاب سوف "نرتكب أخطاء" أحيانًا - فاللغة هي اللغة.

لفهم كل هذا، دعونا نتذكر أولاً التعريفات الصارمة من الكتاب المدرسي (حفظها أمر بالغ الأهمية نشاط مفيد!). لذا، فإن التيار، أو بشكل أكثر دقة، مقداره، هو مقدار الشحنة الكهربائية المتدفقة عبر المقطع العرضي للموصل لكل وحدة زمنية: / = Qlt. وحدة التيار تسمى "الأمبير"، وبعدها في نظام SI هو كولوم في الثانية، ومعرفة هذه الحقيقة ستكون مفيدة لنا لاحقاً.

يبدو التعريف أكثر إرباكًا الجهد - الحجمالجهد هو الفرق الإمكانات الكهربائيةبين نقطتين في الفضاء. ويتم قياسه بالفولت، وأبعاد وحدة القياس هذه هي جول لكل كولوم، أي U – EIQ. من السهل فهم سبب ذلك من خلال الخوض في معنى التعريف الدقيق للجهد: 1 فولت هو فرق الجهد الذي يتطلب عنده نقل شحنة قدرها 1 كولوم إنفاق طاقة يساوي 1 جول.

كل هذا يمكن تصوره من خلال مقارنة الموصل بالأنبوب الذي يتدفق من خلاله الماء. من خلال هذه المقارنة، يمكن تصور حجم التيار باعتباره كمية (معدل التدفق) من المياه المتدفقة في الثانية (وهذا تشبيه دقيق إلى حد ما)، والجهد باعتباره فرق الضغط عند مدخل ومخرج الأنبوب. في أغلب الأحيان، ينتهي الأنبوب بصنبور مفتوح، بحيث يكون ضغط المخرج مساوياً الضغط الجوي، ويمكن اعتباره مستوى الصفر. بالضبط نفس الشيء في المخططات الكهربائيةيوجد سلك مشترك (أو "حافلة مشتركة" - في اللغة الشائعة يطلق عليه غالبًا "الأرض" للإيجاز، على الرغم من أن هذا ليس دقيقًا - سنعود إلى هذه المشكلة لاحقًا)، والتي تعتبر إمكاناتها صفرًا و التي ضدها جميع الفولتية في المخطط. عادةً (ولكن ليس دائمًا!) يتم اعتبار الطرف السالب لمصدر الطاقة الرئيسي للدائرة بمثابة السلك المشترك.

لذا، دعونا نعود إلى السؤال المطروح في العنوان: ما الفرق بين التيار والجهد؟ ستكون الإجابة الصحيحة: التيار هو مقدار الكهرباء، والجهد هو مقياس لها الطاقة الكامنة. إن المحاور الذي ليس لديه خبرة في الفيزياء سيبدأ بالطبع في هز رأسه ومحاولة الفهم ومن ثم يمكن تقديم مثل هذا التفسير. تخيل سقوط حجر. إذا كانت صغيرة (كمية الكهرباء قليلة)، ولكن يسقط منها ارتفاع عالي(الجهد العالي)، فإنه يمكن أن يسبب العديد من المصائب مثل حجر كبير (الكثير من الكهرباء)، ولكن السقوط من ارتفاع منخفض (الجهد المنخفض).

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 الحياة في وقت لاحق. 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 الحقل الكهربائيتبدأ الحركة المنظمة للجسيمات المشحونة. يمكن أن تكون الجسيمات أكثر عناصر مختلفة، كل 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، لا يمكن الاستغناء عنه ببساطة، لأنه بمساعدته تضيء الأضواء في شققنا ومنازلنا وتعمل الأجهزة الكهربائية.

الجهد االكهربى- مفهوم أكثر تعقيدا بكثير من الحالي. أعزب شحنات إيجابيةينتقلون 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:

1. 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 خط كاملالعوامل، بما في ذلك المادة التي يصنع منها الموصل، ودرجة الحرارة، والظروف الخارجية.
2. 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.

لطالما كانت عدم القدرة على رؤية التيار الكهربائي وتدفق الشحنات شخصيًا مشكلة بالنسبة لأولئك الذين يحاولون فهم المفاهيم الكهربائية الأساسية. عادة ما يتم إساءة تفسير المكونين الرئيسيين للبحث، التيار والجهد، من قبل أولئك الذين يحاولون فهم الموضوع. ستساعدك هذه المقالة على فهم الفرق بينهما.

تدور المفاهيم الأساسية للكهرباء حول مكون ذري واحد: الإلكترون. تحتوي الذرات غير المستقرة إما على نقص أو إلكترونات إضافية في نطاق التكافؤ الخاص بها. تميل الإلكترونات الزائدة من ذرة غير مستقرة إلى نطاق التكافؤ للذرة التي تعاني من نقص الإلكترون.

باستخدام مصدر كهروكيميائي خارجي، يمكن إنشاء حركة الإلكترون. يمكن استخدام أي طرفين لتوصيل مصدر الشحن هذا وإنشاء جهتي اتصال، أحدهما ذو إمكانات إيجابية والآخر ذو إمكانات سلبية.

ويسمى فرق الجهد بين نقطتين من هذا القبيل، تعمل إحداهما كمصدر والأخرى كمستقبل للإلكترونات، بالجهد. وحدة قياس الجهد هي الفولت، ورمزها هو " الخامس".

يؤدي تدفق الإلكترونات في الموصل إلى حدوث تيار. اتجاه التيار ينتقل من القطب الموجب إلى القطب السالب. لكن الشحنات الكهربائية، أي الإلكترونات، تنتقل فعليًا من الجهد السالب إلى الجهد الموجب للمصدر. تسمى كمية الشحنة الكهربائية المتدفقة عبر وحدة مساحة المقطع العرضي للموصل بالتيار. تقاس شدة التيار بالأمبير، ويرمز لها بالرمز " أنا".

القواطع

يستخدم المصهر في الدائرة الكهربائية والأعمال الكهربائية لقطع تدفق التيار الزائد خلال مكوناته. يشير مصنعو الصمامات الكهربائية إلى الخصائص باستخدام معلمتين - الجهد والتيار. تعتمد معايير اختيار المصهر على الجهد المقنن للدائرة التي سيعمل فيها.

لا تعتمد الخصائص الحالية للمصهر على نوع التيار المتدفق عبره - بالتناوب أو المباشر. هذا يعتمد فقط على حجم التيار في لحظة ذوبان السلك القابل للانصهار. على الرغم من أن سمك السلك ونوع السلك المعدني المستخدم هو عامل يرتبط مباشرة بالأداء الحالي للمعدات. وذلك لأن الحرارة المتولدة من سلك المصهر هي دالة لمربع التيار المتدفق عبر الموصل مضروبًا في المقاومة والوقت الذي يتدفق فيه التيار.

تأثير البطاريات على التيار والجهد

عادةً ما يتم تصنيف البطاريات القابلة لإعادة الشحن حسب التيار (الأمبير) الذي يمكنها توفيره بشكل مستمر لمدة ساعة واحدة. ولذلك، يشار إلى خصائص البطارية في ساعات أمبير. يعتمد عمر البطارية على الحمل المتصل من خلالها. تميل الأحمال الثقيلة إلى تقصير عمر البطارية، بينما تعمل الأحمال الخفيفة على زيادة عمر البطارية.

إذا تم توصيل البطاريات على التوالي في دائرة كهربائية، شبكة إمداد الطاقة، فإن الجهد الكهربي في الدائرة سيزداد، لكن التيار في الدائرة سيبقى على نفس المستوى.

يتم استخدام التوصيل المتوازي لمصادر الجهد لزيادة التيار دون زيادة الجهد.

تشبيه تدفق المياه

لنفترض أن هناك خزانين متصلين بواسطة أنبوب شفاف، حيث يتم الاحتفاظ بالمياه الموجودة فيهما على نفس الارتفاع من الأرض. لا يوجد تدفق للمياه في الأنبوب.

الآن إذا قمنا بتغيير موضع أحد الخزانات لإحداث فرق جهد، فسنلاحظ أن الماء يتدفق عبر الأنبوب من الحاوية مع إمكانات كبيرةفي حاوية ذات إمكانات أقل. فبدلاً من تغيير مستوى المسطحات المائية، يمكننا أيضًا استخدام مضخات المياه لنفس الغرض. يمكن استخدام الصمامات لتنظيم كمية المياه المتدفقة في الأنبوب من خزان إلى آخر.

ويمكن إجراء تشبيه بين هذا الوضع وبسيط دائرة كهربائية. يتم استخدام مضخة المياه لخلق ضغط الماء في مجرى مائي، دعنا نسميها "التوتر". يتصرف الماء مثل الإلكترونات المشحونة. إن تدفق الماء يشبه حركة الإلكترونات، وكمية الماء المتدفق خلال وحدة المساحة المقطع العرضيالأنابيب تشبه "القوة الحالية". الخزان ذو الإمكانات الأعلى هو "مصدر الطاقة" وكمية المياه التي يحتوي عليها هي "سعة البطارية". يمكن اعتبار أي صمام مثبت على طول الأنبوب بمثابة "حمل". أعمال التركيبات الكهربائية

سؤال غبي، تقول؟ مُطْلَقاً. لقد أظهرت التجربة أنه لا يستطيع الكثير من الناس الإجابة عليه بشكل صحيح. تقدم اللغة أيضًا بعض الالتباس: في عبارة "مصدر 12 فولت متاح للبيع" المعنى مشوه. في الواقع، نقصد في هذه الحالة بالطبع مصدر جهد، وليس مصدر تيار، حيث أن التيار لا يقاس بالفولت، لكن ليس من المعتاد قول ذلك. أصح ما يمكن قوله هو "مصدر طاقة DC 12 فولت"، ولكن يمكنك أيضًا كتابة "مصدر الطاقة = 12 فولت" حيث الرمز "=" يعني أن هذا جهد مباشر وليس متناوبًا. ومع ذلك، في هذا الكتاب سوف "نرتكب أخطاء" أحيانًا - فاللغة هي اللغة.

لفهم كل هذا، دعونا نتذكر أولاً التعريفات الصارمة من الكتاب المدرسي (حفظها نشاط مفيد للغاية!). لذا، فإن التيار، أو بشكل أكثر دقة، مقداره، هو مقدار الشحنة الكهربائية المتدفقة عبر المقطع العرضي للموصل لكل وحدة زمنية: / = Qlt. وحدة التيار تسمى "الأمبير"، وبعدها في نظام SI هو كولوم في الثانية، ومعرفة هذه الحقيقة ستكون مفيدة لنا لاحقاً.

تعريف الجهد أكثر إرباكًا بكثير - حجم الجهد هو الفرق في الجهد الكهربائي بين نقطتين في الفضاء. ويتم قياسه بالفولت، وأبعاد وحدة القياس هذه هي جول لكل كولوم، أي U – EIQ. من السهل فهم سبب ذلك من خلال الخوض في معنى التعريف الدقيق للجهد: 1 فولت هو فرق الجهد الذي يتطلب عنده نقل شحنة قدرها 1 كولوم إنفاق طاقة يساوي 1 جول.

كل هذا يمكن تصوره من خلال مقارنة الموصل بالأنبوب الذي يتدفق من خلاله الماء. من خلال هذه المقارنة، يمكن تصور حجم التيار باعتباره كمية (معدل التدفق) من المياه المتدفقة في الثانية (وهذا تشبيه دقيق إلى حد ما)، والجهد باعتباره فرق الضغط عند مدخل ومخرج الأنبوب. في أغلب الأحيان، ينتهي الأنبوب بصنبور مفتوح، بحيث يكون ضغط المخرج مساويًا للضغط الجوي، ويمكن اعتباره صفرًا. وبالمثل، يوجد في الدوائر الكهربائية سلك مشترك (أو "حافلة مشتركة" - بالعامية للإيجاز غالبًا ما يطلق عليه "الأرضي"، على الرغم من أن هذا ليس دقيقًا - سنعود إلى هذه المشكلة لاحقًا)، والتي يتم أخذ إمكاناتها إلى تكون صفراً وبالنسبة إلى التي يتم قراءة جميع الفولتية في الدائرة منها. عادةً (ولكن ليس دائمًا!) يتم اعتبار الطرف السالب لمصدر الطاقة الرئيسي للدائرة بمثابة السلك المشترك.

لذا، دعونا نعود إلى السؤال المطروح في العنوان: ما الفرق بين التيار والجهد؟ ستكون الإجابة الصحيحة: التيار هو كمية الكهرباء، والجهد هو مقياس لطاقتها الكامنة. إن المحاور الذي ليس لديه خبرة في الفيزياء سيبدأ بالطبع في هز رأسه ومحاولة الفهم ومن ثم يمكن تقديم مثل هذا التفسير. تخيل سقوط حجر. إذا كانت صغيرة (كمية قليلة من الكهرباء) ولكنها سقطت من ارتفاع كبير (جهد عالي)، فيمكن أن تسبب قدرًا كبيرًا من سوء الحظ مثل حجر كبير (الكثير من الكهرباء) ولكنها تسقط من ارتفاع منخفض (جهد منخفض).

ما هو الفرق بين التيار والجهد؟

لذلك، سيكون من الأسهل بالنسبة لي، facilius natans، أن أتناول موضوعًا من اختياري، وهو مخصص لهؤلاء أسئلة صعبةسيكون اللاهوت بمثابة الأخلاق بالنسبة للميتافيزيقا والفلسفة.

أ. دوماس.الفرسان الثلاثة

سؤال غبي، تقول؟ مُطْلَقاً. لقد أظهرت التجربة أنه لا يستطيع الكثير من الناس الإجابة عليه بشكل صحيح. تقدم اللغة أيضًا بعض الالتباس: في عبارة "مصدر تيار مستمر بقدرة 12 فولت متاح تجاريًا" يكون المعنى مشوهًا. في الواقع، نقصد في هذه الحالة بالطبع مصدر جهد، وليس مصدر تيار، حيث أن التيار لا يقاس بالفولت، لكن ليس من المعتاد قول ذلك. الشيء الصحيح الذي يمكن قوله هو "مزود طاقة تيار مستمر 12 فولت"، ولكن يمكنك أيضًا كتابة "= مصدر طاقة 12 فولت"، حيث يعني الرمز "=" أن هذا هو جهد تيار مستمر وليس تيار متردد. ومع ذلك، في هذا الكتاب سوف "نرتكب أخطاء" أحيانًا - فاللغة هي اللغة.

لفهم كل هذا، دعونا نتذكر أولاً التعريفات الصارمة من الكتاب المدرسي (حفظها نشاط مفيد للغاية!). لذا، حاضِر، بتعبير أدق، قيمتها هي كمية الشحنة الكهربائية المتدفقة عبر مقطع عرضي للموصل خلال وحدة الزمن : أنا = س /ر. وحدة التيار تسمى الأمبير، ووحدتها في النظام الدولي هي كولوم في الثانية. معرفة هذه الحقيقة ستكون مفيدة لنا لاحقًا.

يبدو تعريف الجهد أكثر إرباكًا - حجم الجهد هو الفرق في الجهد الكهربائي بين نقطتين في الفضاء. ويقاس بالفولت، وأبعاد وحدة القياس هذه هي الجول لكل كولوم، أي. ش = ه /س. من السهل فهم سبب ذلك من خلال فهم معنى التعريف الصارم للجهد: 1 فولت هو فرق الجهد الذي يتطلب عنده تحريك شحنة مقدارها 1 كولوم طاقة تساوي 1 جول .

كل هذا يمكن تصوره من خلال مقارنة الموصل بالأنبوب الذي يتدفق من خلاله الماء (وسيكون هذا تشبيهًا دقيقًا إلى حد ما). من خلال هذه المقارنة، يمكن تصور القيمة الحالية على أنها كمية (معدل التدفق) من الماء المتدفق في الثانية، والجهد على أنه فرق الضغط عند مدخل ومخرج الأنبوب. في أغلب الأحيان، ينتهي الأنبوب بصنبور مفتوح، بحيث يكون ضغط المخرج مساوياً للضغط الجوي، ويمكن اعتباره صفراً. بنفس الطريقة، يوجد في الدوائر الكهربائية سلك مشترك (أو "حافلة مشتركة" - في اللغة الشائعة يطلق عليه غالبًا "الأرض" للإيجاز، على الرغم من أن هذا ليس دقيقًا - سنعود إلى هذه المشكلة لاحقًا)، والجهد المحتمل والتي تعتبر صفرًا ويتم قياس جميع الفولتية في الدائرة نسبيًا. عادةً (ولكن ليس دائمًا!) يتم اعتبار الطرف السالب لمصدر الطاقة الرئيسي للدائرة بمثابة السلك المشترك.

لذا نعود إلى السؤال المطروح في العنوان: ما الفرق بين التيار والجهد؟ ستكون الإجابة الصحيحة: التيار هو كمية الكهرباء، والجهد هو مقياس لطاقتها الكامنة. إن المحاور الذي ليس لديه خبرة في الفيزياء سيبدأ بالطبع في هز رأسه ومحاولة الفهم ومن ثم يمكن تقديم مثل هذا التفسير. تخيل سقوط حجر. إذا كانت صغيرة (كمية قليلة من الكهرباء) ولكنها سقطت من ارتفاع كبير (جهد عالي)، فيمكن أن تسبب قدرًا كبيرًا من سوء الحظ مثل حجر كبير (الكثير من الكهرباء) ولكنها تسقط من ارتفاع منخفض (جهد منخفض).

لطالما كانت عدم القدرة على رؤية التيار الكهربائي وتدفق الشحنات شخصيًا مشكلة بالنسبة لأولئك الذين يحاولون فهم المفاهيم الكهربائية الأساسية. عادة ما يتم إساءة تفسير المكونين الرئيسيين للبحث، التيار والجهد، من قبل أولئك الذين يحاولون فهم الموضوع. ستساعدك هذه المقالة على فهم الفرق بينهما.

تدور المفاهيم الأساسية للكهرباء حول مكون ذري واحد: الإلكترون. تحتوي الذرات غير المستقرة إما على نقص أو إلكترونات إضافية في نطاق التكافؤ الخاص بها. تميل الإلكترونات الزائدة من ذرة غير مستقرة إلى نطاق التكافؤ للذرة التي تعاني من نقص الإلكترون.

باستخدام مصدر كهروكيميائي خارجي، يمكن إنشاء حركة الإلكترون. يمكن استخدام أي طرفين لتوصيل مصدر الشحن هذا وإنشاء جهتي اتصال، أحدهما ذو إمكانات إيجابية والآخر ذو إمكانات سلبية.

ويسمى فرق الجهد بين نقطتين من هذا القبيل، تعمل إحداهما كمصدر والأخرى كمستقبل للإلكترونات، بالجهد. وحدة قياس الجهد هي الفولت، ورمزها هو " الخامس".

يؤدي تدفق الإلكترونات في الموصل إلى حدوث تيار. اتجاه التيار ينتقل من القطب الموجب إلى القطب السالب. لكن الشحنات الكهربائية، أي الإلكترونات، تنتقل فعليًا من الجهد السالب إلى الجهد الموجب للمصدر. تسمى كمية الشحنة الكهربائية المتدفقة عبر وحدة مساحة المقطع العرضي للموصل بالتيار. تقاس شدة التيار بالأمبير، ويرمز لها بالرمز " أنا".

القواطع

يستخدم المصهر في الدائرة الكهربائية والأعمال الكهربائية لقطع تدفق التيار الزائد خلال مكوناته. يشير مصنعو الصمامات الكهربائية إلى الخصائص باستخدام معلمتين - الجهد والتيار. تعتمد معايير اختيار المصهر على الجهد المقنن للدائرة التي سيعمل فيها.

لا تعتمد الخصائص الحالية للمصهر على نوع التيار المتدفق عبره - بالتناوب أو المباشر. هذا يعتمد فقط على حجم التيار في لحظة ذوبان السلك القابل للانصهار. على الرغم من أن سمك السلك ونوع السلك المعدني المستخدم هو عامل يرتبط مباشرة بالأداء الحالي للمعدات. وذلك لأن الحرارة المتولدة من سلك المصهر هي دالة لمربع التيار المتدفق عبر الموصل مضروبًا في المقاومة والوقت الذي يتدفق فيه التيار.

تأثير البطاريات على التيار والجهد

عادةً ما يتم تصنيف البطاريات القابلة لإعادة الشحن حسب التيار (الأمبير) الذي يمكنها توفيره بشكل مستمر لمدة ساعة واحدة. ولذلك، يشار إلى خصائص البطارية في ساعات أمبير. يعتمد عمر البطارية على الحمل المتصل من خلالها. تميل الأحمال الثقيلة إلى تقصير عمر البطارية، بينما تعمل الأحمال الخفيفة على زيادة عمر البطارية.

إذا تم توصيل البطاريات على التوالي في دائرة كهربائية، شبكة إمداد الطاقة، فإن الجهد الكهربي في الدائرة سيزداد، لكن التيار في الدائرة سيبقى على نفس المستوى.

يتم استخدام التوصيل المتوازي لمصادر الجهد لزيادة التيار دون زيادة الجهد.

تشبيه تدفق المياه

لنفترض أن هناك خزانين متصلين بواسطة أنبوب شفاف، حيث يتم الاحتفاظ بالمياه الموجودة فيهما على نفس الارتفاع من الأرض. لا يوجد تدفق للمياه في الأنبوب.

الآن، إذا قمنا بتغيير موضع أحد الخزانات لإحداث فرق جهد، فسنلاحظ أن الماء يتدفق عبر الأنبوب من الوعاء ذي الجهد الأعلى إلى الوعاء ذي الجهد الأقل. فبدلاً من تغيير مستوى المسطحات المائية، يمكننا أيضًا استخدام مضخات المياه لنفس الغرض. يمكن استخدام الصمامات لتنظيم كمية المياه المتدفقة في الأنبوب من خزان إلى آخر.

ويمكن إجراء تشبيه بين هذا الوضع ودائرة كهربائية بسيطة. يتم استخدام مضخة المياه لخلق ضغط الماء في مجرى مائي، دعنا نسميها "التوتر". يتصرف الماء مثل الإلكترونات المشحونة. إن تدفق الماء يشبه حركة الإلكترونات، وكمية الماء المتدفقة عبر وحدة مساحة المقطع العرضي للأنبوب تشبه "قوة التيار". الخزان ذو الإمكانات الأعلى هو "مصدر الطاقة" وكمية المياه التي يحتوي عليها هي "سعة البطارية". يمكن اعتبار أي صمام مثبت على طول الأنبوب بمثابة "حمل". أعمال التركيبات الكهربائية