iMadrassa

التيار الكهربائي المستمر

I التيار الكهربائي المستمر

الرسم التوضيحي أسفله يعطينا لمحة عن حركة المرور على الطرق على جزء من المسار في وقت محدد. نلاحظ أن حركة المرور قوية ، ولكن هل هي "كثيفة"؟ ليس بالضرورة ...

ونحن نرى أن هناك الكثير من المركبات. يمكننا حتى عدها، ولكن لا نعرف مدى السرعة التي تتحرك بها فهي قد تكون متوقفة في ازدحام لحركة المرور.

إن الذي لاحظناه على حركة السيارات يمكن ملاحظته  في كل المواد الموصلة: شوكة، مسطرة معدنية، الخ......

فالدقائق الحرة الموجودة في النواقل تبقى ماكثة في مكانها بالقرب من الذرات التابعة لها حتى تخضع لقوة محركة فتتحرك كلها في اتجاه واحد.

إنَّ الكهرباء المتحركة و الموجودة الآن عرفها الإنسان قبل ما يقارب 111 عام،وإنَّ هذه الطَّاقة العظيمة منذ أن عرفها الإنسان وهو يعمل على دراستها وابتكار مختلف الأجهزة الكهربائيَّة التي تعمل بهذه الطَّاقة التي بدت غريبة في بادئ الأمر.

و لقد ساهم عدد كبير من العلماء في صياغة منظومة العلوم الكهربائيَّة بمختلف مفرداتها و تفرعاتها المتنوعة من مثل العالم أوم  وفارادي  وكيرتشوف وأمبير وغيرهم الكثير .

 

1 تذكير ببعض المكتسبات القبلية :
أ رموز بعض العناصر الكهربائية :

ب الدارة الكهربائيَّة :
الدارة الكهربائيَّة :

هي عبارة عن مسار مغلق يتكون من عدَّة عناصر ، تقوم بالوظيفة التي صممت من أجلها الدارة .

ومن أبرز الأمثلة على الدوائر الكهربائيَّة الدارة البسيطة المبينة في الشكل أدناه :

أمَّا فيما يتعلق بهذه الدارة فإنَّها تتكون وكما تلاحظ من العناصر التالية :-

1 - مصباح

2 - (بطارية ) مصدر فرق الجهد الكهربائي

3 - الأسلاك

4 - القاطعة

وترسم لأغراض الدراسة بالشكل التالي :

مخطط لدارة كهربائية بسيطة بالرموز
2 التيار الكهربائي المستمر :
التيار الكهربائي المستمر :

التيار الكهربائي المستمر تيار يتم الحصول عليه اعتمادا على مولدات مستقطبة، أي أن لها قطبين مختلفين :

- قطب موجب يحمل الاشارة (+)

- قطب سالب يحمل الاشارة (-)

 

  • الإلكترونات هي المكون الأساسي للتيار الكهربائي في الموصلات المستخدمة عملياً في نقلها بشبكة النقل والتوزيع ومن أمثلة هذه الموصلات ( النحاس) وهو يستخدم بشكل كبير جد اً .
  •  تتحرك الإلكترونات في السلك بفعل فرق الجهد الكهربائي.
  •  يرمز للتيار الكهربائي المستمر بالعلامة (=) أو (DC)    
3 أي نموذج للتيار الكهربائي ؟

افترض أنك تريد أن تولد إضاءة في مصباح كهربائي صغير باستخدام بطارية. سوف لن يمر التيار الكهربائي إلا في حالة إيجاد دائرة كاملة لسريان التيار من البطارية إلى المصباح ومنه إلى البطارية. ولتكوين هذه الدائرة، صل المصباح بالطرف الموجب للبطارية بسلك، ثم صل الطرف السالب للبطارية أيضًا بالمصباح بسلك. سوف يسري التيار عندئذ من الطرف الموجب للبطارية، عبر المصباح، إلى الطرف السالب.

ننجز الدارتين الكهربائيتين التاليتين :    

الصمام الثنائي مركبة إلكترونية لها قطبان، لا تسمح بمرور التيار الكهربائي إلا في منحى واحد، و هو المنحى الموافق للسهم المحدد عليها

في الحالة الأولى نلاحظ أن المصباح لا يضيء لكن عند قلب مربطي الصمام الثنائي في الحالة الثانية، نلاحظ إضاءة المصباح، مما يدل على أن التيار المستمر له منحى معين.                                                          

  •  يكون اتجاه التيار الكهربائي مع اتجاه حركة الشحنات الموجبة وعكس اتجاه حركة الشحنات السالبة ، ويطلق عليه اسم التَّيَّار الاصطلاحي .
  • التَّيَّار الاصطلاحي يكون اتجاهه مع اتجاه المجال الكهربائي .

التيار المستمر هو التيار الذي يسري في اتجاه واحد دائمًا، وينتج من البطاريات ومولّدات التيار المستمر، ويستخدم التيار المستمر في التطبيقات ذات الجهد المنخفض مثل إدارة النظام الكهربائي للسيارات، والقاطرات وبعض أنواع المحركات في الصناعة. ومع أن أجهزة المذياع والتلفاز وأجهزة إلكترونية أخرى تستخدم التيار المتناوب، إلا أنها تحتاج أيضًا إلى التيار المستمر لتشغيل دوائرها الداخلية. وتستطيع المقوِّمات تغيير التيار المتردد إلى تيار مستمر بسهولة.

4 قياس شدة التيار الكهربائي :

لقياس شدة التيار الكهربائي، نستعمل جهاز الأمبير متر الذي يحتوي على مربطين :

  • مربط أحمر يحمل الإشارة (+)  
  • مربط أسود أو أزرق يحمل الإشارة (-)

يرمز للأمبير متر في دارة كهربائية بالرمز الاصطلاحي التالي :

قياس شدة التيار الكهربائي المستمر

لقياس شدة التيار الكهربائي المستمر المار في الدارة الكهربائية نتبع المراحل التالية:

  1. نفتح الدارة الكهربائية.
  2. نضبط زر انتقاء الامبيرمتر على الوضع (DC) تيار مستمر.
  3. نضبط زر الانتقاء ألعياري على أكبر قيمة للعيار، و ذلك تفاديا لإتلاف الجهاز.
  4. ندمج جهاز الأمبير متر على التسلسل في الدارة الكهربائية، حيث نصل مربطه الموجب بالقطب الموجب للمولد، و مربطه السالب بالقطب السالب للمولد.
  5. نغلق الدارة الكهربائية ثم نحدد العيار المناسب و هو الذي يؤدي بانحراف الإبرة إلى أن تتواجد تقريبا في منتصف ميناء الامبيرمتر.
  6. نحدد موضع الإبرة، وذلك بالنظر عموديا إلى ميناء الأمبير متر.
  7. نحدد قيمة شدة التيار الكهربائي بتطبيق العلاقة التالية:

I : شدة التيار الكهربائي

C : العيار المناسب

n : عدد التدريجاتالمشار اليها

 N: عدد تدريجات الميناء

ننجز الدارة الكهربائية التالية :

 

تجريبيا نجد :

 

العيار المناسب :                     C = 10 A

عدد التدريجات المشار اليها :       34   n =

عدد تدريجات الميناء:               N = 100 

و بالتالي شدة التيار الكهربائي المار في هذه الدارة هي:

 

 

 

5 التوتر الكهربائي :

ننجز الدارتين الكهربائيتين التاليتين باستعمال مصباح كهربائي و قاطع تيار و عمودين مختلفين و أسلاك التوصيل

تختلف إضاءة المصباحين في التركيبين، و ذلك لكون العمود الذي سجل عليه (V 4.5) ينتج تيار شدته أكبر من شدة التيار الذي ينتجه العمود الذي سجل عليه (V 1.5) تمثل كل من V4.5 و  1.5Vقيمة التوتر الكهربائي بين قطبي كل عمود.

 

6 مفهوم القوة المحركة الكهربائية :

لكل عمود كهربائي دلالة خاصة بهv 1.5, 4.5 v, 9 v ,,….. يطلق على هذه الدلالة القوة المحركة الكهربائية ويرمز لها بالرمز ε

وحدتها: هي الفولط v

7 قياس التوتر الكهربائي :

 

ويقاس فرق الجهد الكهربائي عملياً باستخدام جهاز الفولطميتر . الذي يحتوي على مربطين :

  •   مربط أحمر يحمل الإشارة (+)
  •   مربط أسود أو أزرق يحمل الإشارة (-)

يرمز للفولط متر في دارة كهربائية بالرمز الاصطلاحي التالي:

لقياس التوتر الكهربائي ، بين مربطي ثنائي  قطب بواسطة الفولطمتر نتبع نفس المراحل المتبعة بالنسبة للامبير متر، بإستثناء أن الفولطمتر يتم تركيبه على التفرع مع الجهاز المراد قياس التوتر بين مربطيه، ثم نطبق العلاقة التالية لتحديد قيمة التوتر: 


U : قيمة التوتر الكهربائي

 C: العيار المناسب

n : عدد التدريجات المشار إليها

N: عدد تدريجات الميناء

 

ننجز الدارة الكهربائية التالية :

تجريبيا نجد :

العيار المناسب :                     C = 10V

عدد التدريجات المشار اليها :         60 =  n

 

 

عدد تدريجات الميناء:               N = 100 

 

و بالتالي التوتر الكهربائي بين مربطي المصباح هو:

U = 6 V

يوجد جهاز رقمي متعدد الاستعمال يمكن استعماله

  • أمبير متر مربطاه هما  mA  )  أو ( A  و COM)
  • فولطمتر مربطاه هما V و COM 

حيث يتم الحصول على قيمتي شدة التيار الكهربائي أو فرق الكومون مباشرة على شاشة الجهاز.

8 مفهوم المقاومة الكهربائية و تأثيرها في دارة كهربائية :

ننجز الدارتين الكهربائيتين التاليتين :

  • إضاءة المصباح في التركيب الثاني، أقل من إضاءته في التركيب الأول.
  •  شدة التيار الكهربائي تنقص عند إضافة مقاومة على التسلسل مع المصباح

الموصل الأومي مركبة الكترونية عبارة عن ثنائي قطب مربطاه متماثلان، يتميز بمقدار يسمى  المقاومة الكهربائية

المقاومة الكهربائية:

هي خاصية فيزيائية ، تعني اعتراض ( إعاقة ) المادة لمرور الشحنات الكهربائية عبرها. وتحدث المقاومة عندما تصطدم الإلكترونات المتحركة في المادة بالذرات ، وتطلق طاقة في شكل حرارة (تغير الطاقة الكهربائية إلى حرارة ). وتعتبر الموصلات الجيدة، مثل النحاس، ضعيفة المقاومة، مقارنة بأشباه الموصلات، مثل السليكون. أما العوازل، مثل الزجاج والخشب، فذات مقاومة عالية جدًا، يصعب معها مرور الشحنات الكهربائية عبرها. بينما لا تشكل الموصلات الفائقة أي مقاومة لمرور الشحنات عبرها

 

المقاومة و يرمز لها R هي خاصية ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربائي فيه مما ينتج عنها ارتفاع في درجة حرارته وتقاس المقاومة الكهربائية بالأوم ويرمز لة بالحرف Ω ويقرأ اوميغا OMEGA ، ويرمز لها كما في الصورة التالية

أهمية المقاومة الكهربائية :

رغم أن المقاومة الكهربائية تسبب هدرا لجزء من الطاقة إلا أنها تكون ضرورية لحماية بعض أجزاء الدوائر الكهربائية, ولذلك فهي تصنع  لتوضع في بعض أجزاء الدوائر الكهربائية حماية لها ، وتكمن أهميتها في

أنها تتحكم في شدة التيار المار وتتحكم أيضا في فرق الجهد بين طرفيها

العوامل المؤثرة في مقاومة أي موصل :
  1.  نوع المادة المصنوع منها الموصل
  2.  طول الموصل
  3.   مساحة مقطع الموصل
  4.   درجة حرارة الموصل

نص قانون أوم :

عند ثبوت درجة الحرارة يتناسب شدة التيار المار في موصل طرديا مع فرق الجهد بين طرفيه .

لاحظوا أن العلاقة سهلة وبسيطة جدا .. كلما زاد الجهد او قلت المقاومة كلما زاد التيار المتدفق .. و زيادة المقاومة تحد من مرور التيار كما هو واضح في قانون اوم

تحديد قيمة المقاومة بطريقة الألوان:
تحديد قيمة المقاومة بطريقة الألوان:

  • إختبارات
  • 33
  • الأجوبة الصحيحة
  • False
  • الأجوبة الخاطئة
  • False
  • مجموع النقاط
  • False

المراتب الخمس الأولى في Quiz

  • سندس مرداسي
  • 325 نقطة
  • rania khoutri
  • 308 نقطة
  • abdallah tafer
  • 300 نقطة
  • Aymen Tafer
  • 280 نقطة
  • maria bediaf
  • 255 نقطة
  • MEHDI AMRANI
  • 240 نقطة
  • lyna gaid
  • 234 نقطة
  • نور الاسلام منصور
  • 220 نقطة
  • MOHAMED BELKACEM AMER
  • 220 نقطة
  • houssem ziani
  • 200 نقطة

قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.



قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.