معلومات عن وحدة قياس قوة التيار الكهربائي

التيار الكهربائي

يعبر التيار الكهربائي عن أي حركة للجسيمات الحاملة للشحنة الكهربائية بما في ذلك جسيمات الشحنة دون الذرية مثل الإلكترونات ذات الشحنة السالبة أو البروتونات ذات الشحنة الموجبة أو الأيونات، والتيار الكهربائي في سلك حيث تكون ناقلات الشحنة هي الإلكترونات هو مقياس لكمية الشحنات الكهربائية التي تمر في أي نقطة من السلك لكل وحدة زمنية، وفي حال التيار المتردد يتم عكس حركة الشحنات الكهربائية بشكل دوري أما في التيار المباشر فتكون حركة الشحنات في اتجاه واحد، وفي العديد من السياقات يتم تحديد اتجاه التيار في الدوائر الكهربائية بناء على اتجاه تدفق الشحنة الموجبة وهو الاتجاه المعاكس للانجراف الفعلي للإلكترونات، ويستعرض هذا المقال معلومات عن وحدة قياس قوة التيار الكهربائي.^[١]

أنواع التيار الكهربائي

قبل التعرف على وحدة قياس قوة التيار الكهربائي لا بد من التطرق الى أنواع التيار الكهربائي، وبشكل عام هناك نوعين رئيسين للتيار الكهربائي وفي ما يأتي توضيح لهذين النوعين بالإضافة الى خصائص كل نوع ومصادره:^[٢]

التيار المباشر

ويختصر بالحرفين DC وهو التدفق أحادي الاتجاه للشحنة الكهربائية، حيث تتدفق فيه الشحنة الكهربائية في اتجاه ثابت، وكان المصطلح المستخدم سابقًا للإشارة الى التيار المباشر هو التيار الجلفاني، ويتم إنتاج التيار المباشر بمصادر مثل البطاريات والمزدوجات الحرارية والخلايا الشمسية، ويمكن أن يتدفق التيار المباشر في الموصلات مثل الأسلاك كما يمكن أيضًا أن يتدفق عبر أشباه الموصلات والعوازل أو حتى من خلال فراغ كما هو الحال في أشعة الإلكترون أو الحزم الأيونية.

التيار المتناوب

ويختصر بالحرفين AC وهو التيار الذي تعكس فيه الشحنات الكهربائية اتجاهها بشكل دوري، على عكس التيار المباشر الذي يكون تدفق الشحنة الكهربائية في اتجاه واحد فقط، والتيار المتناوب هو شكل من أشكال الطاقة الكهربائية التي يتم توصيلها إلى الشركات والمساكن، كما أن إشارات الصوت والراديو المحمولة على الأسلاك الكهربائية هي أيضًا أمثلة على التيار المتناوب.

وحدة قياس قوة التيار الكهربائي

يعد الأمبير وحدة قياس قوة التيار الكهربائي في النظام العالمي للوحدات SI، ويستخدمه كل من العلماء والتقنيين والطلاب حول العالم، وقد تم إطلاق اسم أمبير على وحدة قياس قوة التيار الكهربائي تخليدًا لذكرى العالم الفرنسي الفيزيائي أندريه أمبير لفضله الكبير في مجال دراسة التيار الكهربائي، والأمبير هو شدة التيار الناتج عن مرور شحنة مقدارها 1 كولوم خلال موصل في زمن مقداره 1 ثانية، وفي عام 2018 وافق المؤتمر العام للأوزان والمقاييس CGPM على تعريف الأمبير على أنه الشحنة الأولية والتي تساوي 1.602176634 × 10⁻¹⁹ كولوم، وفي وقت سابق تم تعريف الأمبير على أنه التيار الثابت الذي اذا سرى في موصلين متوازيين مستقيمين بطول لا نهائي ، وموضوعين على مسافة متر واحد في الفراغ فإن ذلك سيولد بين هذين الموصلين قوة تساوي 2 ×10^-7 نيوتن لكل متر من الطول. ^[٣]

قانون أوم للتيار الكهربائي

ينص قانون أوم للتيار الكهربائي على أن "التيار الكهربائي المار عبر مقطع موصل يتناسب طرديًا مع فرق الجهد بين طرفي الموصل وعكسيًا مع مقاومته"، ويمكن تمثيل قانون أوم عن طريق العلاقة الرياضية: التيار = الجهد / المقاومة، وتكمن أهمية هذا القانون بأنه يمثل أهم علاقة رياضية تربط بين العناصر الثلاث الجهد والتيار والمقاومة، وفي هذه العلاقة يقاس التيار الكهربائي المار من خلال مقطع الموصل بوحدة الأمبير، بينما يقاس فرق الجهد بين طرفي الموصل بوحدة الفولت، أما المقاومة الكهربائية للموصل فتقاس بوحدة الأوم، وبحسب قانون أوم فإن أتجاه التيار الكهربائي المار عبر مقطع الموصل يكون من القطب السالب إلى القطب الموجب، ويمكن حساب هذا التيار بتقسيم الجهد الكهربائي المتولد بين طرفي الموصل على المقاومة الكهربائية للموصل، كما وتعمل المقاومات الكهربائية على تحديد مقدار التيار الذي يمكن أن يمر عبر الموصل، بحيث تسمح المقاومات ذات القيمة العالية بمرور مقدار صغير من التيار، وبالمقابل فإن المقاومات ذات القيمة المنخفضة تسمح بمرور مقدار أكبر من التيار الكهربائي.^[٤]

الوحدات الأساسية في النظام العالمي للوحدات

بعد التعرف على وحدة قياس قوة التيار الكهربائي لا بد من التطرق الى الوحدات الأساسية في النظام العالمي للوحدات، حيث يتكون النظام العالمي للوحدات من سبع وحدات أساسية وتكون على الشكل الآتي:^[٥]

• المتر: وهي الوحدة الأساسية للطول ويحددها طول المسار الذي يقطعه الضوء خلال فترة زمنية تبلغ 1/ 299،792،458 من الثانية.
• الكيلوغرام: وهي الوحدة الأساسية لقياس كتلة الأجسام وتعادل كتلة النموذج الأساسي للكيلوغرام الذي وضعه المؤتمر العام للأوزان والمقاييس.
• الأمبير: وهي الوحدة الأساسية لقياس قوة التيار الكهربائي، فاذا جرى تيار كهربائي في موصلين لا نهائيي الطول، وتم وضعهم على مسافة متر واحد في الفراغ فإن ذلك سيولد قوة كهربائية مقدارها 2 × 10^-7 نيوتن لكل متر بين هذه الموصلات.
• الكلفن: وهي الوحدة الأساسية لقياس درجة الحرارة، وتمثل1/ 273.16 من درجة حرارة النقطة الثلاثية للماء.
• الثانية: وهي الوحدة الأساسية لقياس الوقت وهي جزء من 60 جزء من الدقيقة، وهي أيضًا جزء من 3600 جزء من الساعة.
• المول: وهي الوحدة الأساسية للمادة وتمثل كمية العناصر الأولية الموجودة داخل كتلة معينة، وقد تكون هذه العناصر الأولية عبارة عن جزيئات أو ذرات أو الكترونات أوأيونات أو جزيئات أخرى.
• الكانديلا: وهي الوحدة الأساسية لقياس شدة الإضاءة لمصدر يقوم بإصدار إشعاعات أحادية اللون يبلغ ترددها 540 × ¹²10 هيرتز، وتحمل كثافة إشعاعية مقدارها 1/683 واط لكل ستراديان.

المراجع

1. ↑ "Electric current", www.britannica.com, Retrieved 09-09-2019. Edited.
2. ↑ "What Is an Electrical Current?", www.thoughtco.com, Retrieved 09-09-2019. Edited.
3. ↑ "Ampere", www.britannica.com, Retrieved 09-09-2019. Edited.
4. ↑ "What Is Ohm's Law & What Does It Tell Us?", www.sciencing.com, Retrieved 09-09-2019. Edited.
5. ↑ "International System of Measurement (SI)", www.thoughtco.com, Retrieved 09-09-2019. Edited.