مفهوم الكهرباء

الكهرباء ظاهرة فيزيائية معمقة ومتشعبة ، لكن يمكننا أن نفهم خطوطها العريضة ، وأن نفهم تعاملها إذا قارناها بالماء .

ليكن لدينا نظام هيدروليكي بسيط متكون من : خزان مملوء بالماء ، أنبوب وصمام .

 

الماء في الخزان يمارس ضغطاً على حسب مستوى الماء ، فكلما كان المستوى أعلى كلما كان الضغط أكبر، ويكون تدفق الماء عند فتح الصمام أقوى .

 

إذا أضفنا تعديلا ً على النظام وجعلناه مقاوماً لتدفق الماء ، هذا التعديل يكون على مستوى الأنبوب ، بحيث نغير جزءاً منه فنجعله أكثر اعوجاجاً ، التغيير هذا سيصعب سريان الماء وبالتالي سيُضْعف تدفق الماء.

والعكس صحيح ، إذا كان التعديل هو إزالت كل التعرجات والإعوجاجات وتركناه مستقيماً من دون أي مقاومة ، فسيُـسَهِّـل هذا التغيير من سريان الماء وبالتالي سيقوي تدفق الماء .

 

إذن من المهم جداً أن نستوعب ما يلي :

ضغط عالي	<------------	تدفق قوي
مقاومة ضعيفة	<------------	تدفق قوي
ضغط ضعيف	<------------	تدفق ضعيف
مقاومة عالية	<------------	تدفق ضعيف

                              

إذا استوعبنا هذا ، يمكننا أن نقارن بين تعامل الماء وتعامل الكهرباء :

·        ضغط النظام الهيدروليكي يقابله ضغط الدارة الكهربائية

لابدّ لمرور تيار كهربائي في دارة كهربائية من قوة تدفعه ، هذه القوة هي الضغط الكهربائي ، أو الجهد الكهربائي ، أو التوتّر الكهربائي ، ثلاث أسماء لمسمى واحد ، وهي القيمة ذات وِحدة القياس " الفُولت ،V " .

·        الماء المتدفق يقابله التيار الكهربائي

التيار الكهربائي عبارة عن تنقل للإلكترونات عبر الناقل ، فإذا تلقى أحدٌ صدمة كهربائية فمعناه أن الإلكترونات تنقلت عبر جسمه . وِحدة التيار الكهربائي ، أو شدة التيار الكهربائي، هي " الآمْبِير،A " .

·        الأمبوب يقابله الناقل الكهربائي

في الدوائر الكهربائية تتنقل الإلكترونات عبر النواقل، وتختلف قيمة مقاومة النواقل على حسب طبيعتها ، فالبلاستيك مثلاً مقاومته كبيرة جداً بعكس النحاس أوالألمنيوم . المقاومة الكهربائية هي القيمة ذات وِحدة القياس " الأوم ، Ω " .

·        الصمام يقابله القاطعة الكهربائية

القاطعة تغلق أو تفتح الدارة الكهربائية ، وبالتالي السماح بمرور التيار الكهربائي في حالة الغلق ، ولا تسمح له بالمرور في حالة الفتح .

نكرر نفس العملية على دارة كهربائية بسيطة مكونة من مولد ، قاطعة ، مصباح وناقل . نستنتج أن الكهرباء تتعامل بنفس تعامل الماء .

فارتفاع توتر المولد ينتج عنه ارتفاع في شدّة التيار ، تماماً مثل ارتفاع مستوى ماء الخزان الذي أدّى إلى زيادة في تدفق الماء . والعكس صحيح ، إذا كان التوتر ضعيفاً كان التيار أيضاً ضعيفاً .

 

وكذلك لو قمنا بتعديلٍ على الدارة ، ورفعنا مقاومة الناقل وذلك باستبداله بناقل آخر ناقِـلِـيَّة معدنه صغيرة ، أو نقوم بتطويله ، فسنكتشف أن قيمة التيار الكهربائي ضعفت ، تماماً كما حدث مع تعديلنا على الأنبوب في النظام الهيدروليكي .

 

هذا باختصار من بين أهم ما ينبغي للكهربائي المبتدئ معرفته ، ذكرنا ثلاث قيم كهربائية : الجهد الكهربائي ، التيار الكهربائي ، والمقاومة الكهربائية ، هذه الثلاث عناصر ينبغي للكهربائي أن يتقنها ، ويحسن التعامل معها ، فهي مفاتيح الدوائر الكهربائية . ولا يمكن إنشاء دارة كهربائية إذا غاب واحد من هذه العناصر الثلاثة ، فغياب الجهد الكهربائي يعني غياب الكهرباء في الدارة ، وغياب التيار الكهربائي يعني أن الدارة مفتوحة ، وغياب المقاومة يعني قصر الدارة الكهربائية .

إذن هناك علاقة متينة بين هذه القيم الثلاثة ، وهي ما تعرف بـ " قانون أوم " .

شارك هذه الصفحة وتابعنا على صفحاتنا الرسمية

شارك الموضوع →

تويت

تابعنا →

إنشر الموضوع →