السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
موضوعنا اليوم عن مصطلحين أساسيين في عالم الإلكترونيات و الكهرباء و الكثير لا يعلم ما هما (الجهد, التيار)
الجهد : هو مقدار الطاقة أو الضغط اللازم لنقل الشحنات (التيار) من نقطة إلى أخرى. يرمز للجهد بالرمز V و يقاس بوحدة الفولت (volt)
و يسمى أيضا ب electromotive force (EMF) أو القوة الدافعة الكهربائية
فمن الممكن أن ترى في الكتب القديمة ان يرمز للجهد بالرمز E بسبب أنه في بداية اكتشافه سمي ب EMF أو القوة الدافعة الكهربائية
عندما نتحدث عن الجهد فنحن نكون نقصد فرق الجهد بين نقطتين فعند قولنا فرق الجهد بين النقطة A و النقطة B يساوي 5 نعني أن (جهد A - جهد 5 = Bفولت) أما إذا قلنا الجهد عند النقطة C يساوي 5 تكون نقصد بأن فرق الجهد بين النقطتين (النقطة C - نقطة الأرضي (Ground) = 5 فولت)
و لمن لا يعلم فنقطة الأرضي أو Ground هي نقطة مرجعية شائعة تُستخدم لتحديد الجهد عند نقاط أخرى في الدائرة يُعتبر جهدها صفر. يتم أحياناً توصيلها بالأرض حقًا و أحيانًا أخرى نعتبر نقطة في الدارة نقطة الـ Ground لنسهل لأنفسنا تحليل الدائرة.
رمز الأرضي أو ال Ground في الدوائر:
يعتبر توصيل الأجهزة الإلكترونية والكهربائية في الأرض مهم جداً لضمان الأمان. في حالة حدوث أي تسرب كهربائي أو قصر دائرة، تقوم الإلكترونات بإتخاذ الأرضي كخيار بديل لتوفر الحماية للأجهزة الكهربائية.
التيار : هو معدل تدفق الإلكترونات خلال الزمن في نقطة معينة. يرمز للتيار بالرمز I و يقاس بوحدة أمبير A
الأمبير يساوي تدفق 1 كولوم من الشحنة خلال ثانية واحدة
التيار هو التدفق عبر مكونات الدارة فنقول “التيار عبر المقاومة” أما الجهد فهو يطبق أو يظهر على الأشياء فنقول “الجهد بين طرفي المقاومة” أو “الجهد الظاهر على المقاومة” و لا نقول “الجهد عبر المقاومة” أو “الجهد المار بالمقاومة” لأن الجهد لا يمر عبر الأشياء بل يقطعها
نحن نولد الجهد عن طريق عمل شغل (work) على الشحنة مثل:
- البطاريات : من طاقة كيميائية إلى كهربائية
- المحركات أو المولدات : من طاقة حركية إلى كهربائية
- ألواح الطاقة الشمسية : من طاقة ضوئية إلى كهربائية
نحن نولد التيار من خلال قطع الأشياء, لتوضيح الصورة أكثر:
الصورة التالية تمثل لوحين يمثلين فرق جهد و بينهما خطوط خارجة من الموجب إلى السالب , فإن قمنا بتوصيل مقاومة بسلك بين اللوحين فسيمر داخل المقاومة تيار
و نحن نعلم أنه لا يمكننا مشاهدة التيار و الجهد بالعين المجردة ولا حتى بالمجهر و لكن يمكننا إستخدام جهاز ال oscilloscope
هذا الجهاز بكل اختصار , يُمكننا من رؤية التيار و الجهد على الشاشة المخططة على شكل مربعات
1. مجموع التيار الداخل لنقطة (Iin) = مجموع التيار الخارج منها (Iout)
وفي الدوائر الكهربائية نسمي نقطة التشعب Node
ويسمى هذا بالقانون الأول لكيرشوف
2. الأشياء المتصلة على التاوزي لها نفس فرق الجهد
و هذا منطقي جدًا, انظر للصورة لتتضح لك الفكرة
تخيل بأن الخط الأحمر جهد موجب و الأزرق سالب, فسترى أن الجزئين في الصورة يتم قطعهما بنفس الجهد فمن الطبيعي أن تكون قيمة الجهد متساوية
ففرق الجهد بين A و B لن يتغير بتغير المسار لأن فرق الجهد عند المسار الأول = Va-Vb وفرق الجهد عند المسار الثاني = Va-Vb
ففي التوصيل على التوازي, التيار يتوزع و لكن مجموعة التيار الداخل لل *node* يساوي مجموع التيار الخارج منها + الجهد على طرفي القطع متساوي
3. القدرة (power) تقاس بوحدة watt
تدور الإلكترونيات حول تحويل الطاقة فكما يمكننا توليد جهد (طاقة كهربائية) من خلال تحويلات الطاقة فيمكننا أيضا تحويل الطاقة الكهربائية لأشكال أخرى مثل:
- حرارة : من خلال المقاومة .. التي تعمل تقليل التيار من خلال تحويل جزء من هذه الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية
- حركة ميكانيكية : من خلال المحركات
- طاقة مخزنة : من خلال أنواع من البطاريات أو المكثفات أو الملفات
التيار لا يسمى "amperage" بل "current" و لكن قد ترى بأن التيار يسمى ب "amperage" في حالة .. إذا كنت مهندس طاقة تعمل بمحولات عملاقة مثل 13 ألف فولت وما شابه هؤلاء يسمون التيار ب amperage أما في الدوائر و الأمور البسيطة فيسمى current
ملاحظة خارجية : قد يرى بعض الأشخاص بأن معلومات مثل هذه فلسفة و ليس منها فائدة , ربما أنا معك و لكن هل ترى هذه التفاصيل الصغيرة جدًا التي لا نعير لها اهتماما, هي ما تفرق بينك و بين أي مهندس آخر .
قلت في البادية بأن هذا الكتاب موجه لمهندس يريد أن يصبح من أفضل بل أفضل مهندس في هذا المجال, فيمكنك أن ترى أن معلومة مثل المصطلحات تجعلك تعرف المهندس الذي تتحدث معه أين يعمل من خلال المصطلح الذي استخدمه.
دمتم في رعاية الله
التعديل الأخير بواسطة المشرف:
