وحدة قياس قوة التيار الكهربائي ؟

التيار الكهربائي له وحدة قياس محددة ومعروفة ويتم استخدامها عن طريق العلماء في مجالاتهم العلمية وأيضًا الطلاب في المدارس والجامعات، وفي هذا الموضوع سوف نتعرف على وحدة قياس قوة التيار الكهربائي، وانواع التيارات الكهربائية، وسوف نوضح قانون أوم الخاص به.

التيار الكهربائي

يعد التيار الكهربائي هو الحركة الخاصة بالجسيمات التي تحمل الشحنات الكهربائية، والذي يتضمن الجسيمات الخاصة بالشحنة بغير الذرية كالإلكترونات الحمالة للشحنات السالبة أو للبروتونات الحمالة للشحنات الموجبة أو ما يُعرف بالأيونات.

والتيارات الكهربائية بالسلك فتكون ناقلي الشحنات هي الإلكترون؛ وهو المقياس الخاصة بكمية الشحنة الكهربائية التي تقوم بالمرور بأي نقطة بالسلك للوحدة الزمنية الواحدة.

وفي حالة التيارات المترددة يتم انعكاس الحركة الخاصة بالشحنات باتجاه واحد، في سياقات عديدة يتم التعرف على الاتجاه الخاص بالتيار في دوائر الكهرباء من خلال الاتجاه الخاص بتدفق الشحنات الموجبة، وهو اتجاه معاكس لما انجرف فعليًا من الإلكترونات.

شاهد أيضًا: مكونات المصباح الكهربائي ودورها

انواع التيار الكهربائي

هناك نوعين أساسين للتيار الكهربائي، ولكل نوع خصائص ومصادر خاصة به، وفيما يلي أنواع التيار الكهربائي:

• تيارات مباشرة

ولها اختصار علمي وهو DC، وهو تدفق الشحنة الكهربائية بالشكل الأحادي اتجاهه، فتتدفق فيه الشحنات الكهربائية في الاتجاه الثابت، وكان هناك أسم يتم استخدامه في الآوان السابقة يشير إلى التيارات المباشرة وهو التيارات الجلفانية.

وتنتج البطارية والمزدوج الحراري والخلية الشمسية التيار الكهربائي المباشر كمصدر له، ومن الممكن تدفق التيارات المباشرة بالموصلات المختلفة كالأسلاك، وبأشباه الموصلات وبالعوازل أو حتى بالفراغ كما يحدث في الاشعة الإلكترونية أو بحزم الأيون.

• تيارات متناوبة

ولها اختصار علمي وهو AC، وهي التيارات التي تعمل شحناتها الكهربائية على تغيير اتجاهاتها بالشكل الدوري، بعكس التيارات المباشرة التي يتدفق فيها الشحنات الكهربائية في اتجاهها الثابت الذي لا يتغير.

التيار المتناوب هو طاقة الكهرباء التي تُوصل للشركات والمنازل، بالإضافة للإشارات الصوتية والمرتبطة بالراديو التي يتم حملها على السلك الكهربائي هي أيضًا من أشكال التيارات المتناوبة.

وحدة قياس قوة التيار الكهربائي

حدد النظام العالمي للوحدات SI وحدة قياس قوة التيار الكهربائي وهي الأمبير، والذي يتم استخدامه في المجالات العلمية المختلفة في جميع أنحاء العالم.

ويرجع سبب تسمية وحدة قياس قوة التيار الكهربائي بها الاسم لتخليد اسم العالم الفيزيائي أندريه أمبير ( صاحب الجنسية الفرنسية) بسبب فضله الكبير في المجالات العلمية المرتبطة بدراسة التيارات الكهربائية.

الأمبير يعبر عن قوة التيارات الكهربائية التي تنتج بسبب مرور احدى الشحنات بمقدار واحد كولوم بالموصل في مقدار زمني واحد ثانية.

وفي عام 2018م ابدى مؤتمر الأوزان والمقاييس العام CGPM موافقته على تعريف وحدة قياس قوة التيار الكهربائي ” أمبير ” على انه شحنة أولية المساوية 1.602176634 × 10⁻¹⁹ كولوم.

وفي احدى الاوقات السابقة عُرف الأمبير على أنه التيارات الثابتة التي إذا مرت بموصلين بشكل متوازي ومستقيم بالطول اللا نهائي، والموجودين بمساتفة قدرها 1 متر بالفراغ فإن ذلك سوف يولد بين الموصلين القوة المساوية لـ 2×10 ^-7 نيوتن للمتر الواحد من الطول.

قانون أوم للتيار الكهربائي

ينص قانون أوم الخاص بالتيارات الكهربائية على أن التيار الكهربائي الذي يمر بمقطع الموصل يتناسب بشكل طردي مع فروق الجهد بين اطراف موصل الكهرباء، وبشكل عكسي مع المقاومة.

ومن الممكن التعبير عن قانون أوم بالعلاقة الرياضية التالية تيار الكهرباء = جهد الموصل ÷ مقاومة الموصل، وتتمثل أهمية قانون أوم للتيار الكهرائي في الربط بين الثلاثة عناصر ( جهد الكهرباء – التيارات الكهربائية – مقاومة الكهرباء).

ومن خلال هذا القانون يتم قياس تيار الكهرباء الذي يمر من خلال المقطع الخاص بالموصل باستخدام وحدة أمبير، بينما يتم قياس فروق الجهد بين اطراف الموصل باستخدام وحدة فولت، ولكن يتم قياس مقاومة الكهرباء للموصل باستخدام وحدة أوم.

وباستخدام قانون أوم فإن الاتجاه الخاص بالتيارات الكهربائية التي تمر بالمقطع الموصل  يكون من قطبها السالب لقطبها الموجب، ومن الممكن احتساب تيار الكهرباء عن طريق قسمة جهد الكهرباء الناتج بين اطراف الموصل على مقاومة الكهرباء له.

كما تعمل مقاومة الكهرباء على معرفة المقدار الخاص بالتيار المار عبر الموصل، حيث تقوم المقاومة ذات القيم العالية بالسماح للتيار بالمرور ولكن بمقدار صغير، وفي المقابل تقوم المقاومة ذات القيم المنخفضة بالسماح للتيار بالمرور ولكن بمقدار كبير من التيارات الكهربائية.

أدوات قياس الكهرباء

يستخدم الفني أو العامل في الطاقة الكهربائية بعض الادوات التي يقيس بها الكهرباء حتى يتمكنوا من التعرف على وصلات الكهرباء وكفاءتها، مع قياس خصائص الكهرباء المتنوعة.

ويعتمد عمل ادوات القياس الكهربائية على الاستخدام الخاص بالحركة الميكانيكية التي تنتج عن طاقة الكهرومغناطيس، التي بدورها تعمل على تحريك المؤشر لإعطاء النتائج الخاصة بكمية الكهرباء المراء قياسها، ومن أبرز أدوات قيا الكهرباء ما يلي:

• الأميتر

وهو المعروف انجليزيًا باسم Ammeter، والذي يتم استخدامه في قياس التيارات الكهربائية التي تمر بأجزاء من الدائرة الكهربائية، ويحتاج الجهاز لبدء قياس الكهرباء من خلاله أن يتدفق التيار الكهربائي من خلاله.

• الفولتميتر

وهو المعروف انجليزيًا باسم Voltmeter، والذي يقيس فرق جهد الكهرباء بين نقطة ونقطة اخرى على الدائرة الكهربائية، ويتم ربط المقياس بشكل متوازي مع الاجزاء الخاصة بالدارة الكهربائية.

• الأوميتر

وهو المقياس المعروف انجليزيًا باسم Ohmmeter، والذي يقيس مقاومة الكهرباء في الدارة الكهربائية، ويتم توصيله بشكل متوالي بالدارة.

وبالتالي سوف ينخفض تيار الكهرباء كلما زادت مقاومته، ومن الممكن توصيله بشكل متوازي، وبالتالي سوف يزداد تيار الكهرباء مع زيادة مقاومته، حيث يقوم الجهاز بقياس النسبة ما بين جهد الكهرباء والتيار الذي يمر بالمقاومة.

شاهد أيضًا: من هو مكتشف وحدة قياس نسبة سريان التيار الكهربائي

وحدات النظام العالمي للوحدات

هناك وحدات قياس اساسية تم تحديدها بواسطة النظام العالمي للوحدات، وهي التي يتم الاعتماد عليها بشكل مُوحد في الدراسات العلمية والرياضية المختلفة، وهي تتكون من 7 وحدات، وهي:

• المتر

وهي وحدة قياس الطول الرئيسية، ويقوم بتحديدها طول مسار الضوء المقطوع في الفترة الزمنية التي تبلغ 1\299.792.458 من الثانية.

• الكيلو جرام

وهي وحدة قياس الكتلة الخاصة بالجسم، وتساوي الكتلة النموذجية الاساسية للكيلو جرام الذي تم تحديده بواسطة مؤتمر المقاييس والأوزان العام.

• الأمبير

وهي وحدة قياس قوة التيارات الكهربائية الرئيسي، ففي حالة مرور التيار الكهربائي بموصلين بطول لا نهائي، وتم وضع كلًا منهم بمسافة 1 متر بالفراغ فإنه سوف يولد قوة كهربائية بمقدار 2 × 10 ^-7 نيوتن للمتر الواحد بين الموصلين.

• الكلفن

وهي وحدة قياس درجة الحرارة الميكانيكية الرئيسية، وتشكل 1\ 237.16 من درجات حرارة نقطة المياه الثلاثية.

• الثانية

وهي وحدة قياس الوقت الرئيسية، وهي جزء من ستين جزء من الدقيقة الواحدة، وهي أيضًا الجزء من ثلاث آلاف وستمائة جزء من الساعة.

• المول

هي وحدة قياس المادة الرئيسية، وتُشكل الكمية الخاصة بالعناصر الأولية المتواجدة بداخل الكتل المحددة، والتي قد تتمثل في الجزيئات أو الأيونات، الالكترونات أو الذرات، أو الجزيئات الأخرى.

• الكانديلا

وهي وحدة قياس قوة الضوء لإحدى المصادر التي تُصدر الاشعاعات الأحادية اللون، التردد فيها يبلغ 540 × 10 ¹² هرتز، والتي تحمل إشعاع بكثافة 1\683 واط للستراديان الواحد.

شاهد أيضًا: ما هي قرارات البرلمان الجديدة حول عقوبة سرقة التيار الكهربائي؟

وفي نهاية الموضوع وبعد أن تعرفنا على التيار الكهربائي وانواعه، ووحدة قياسه، وتعرفنا على قانون أوم للتيار الكهربائي، وأدوات قياس الكهرباء، والوحدات الأساسية في النظام العالمي للوحدات، عليكم فقط مشاركة هذا الموضوع في جميع وسائل التواصل الاجتماعي.