تويت
مفاهيم أولية:
عندما نتحدث عن الكهربية يجب أن نستحضر خيالنا حيث إننا سندرس تأثيرات غير مرئية أو محسوسة مجسمة لدينا فدعونا ندخل في رحلة داخل قطعة موصل لنفهم عن قرب ماذا يحدث عندما تدوس على هذا الزر الصغير لتضئ اللمبة الصغيرة في حجرتك ولكن بداية علينا أن نتعرف على بعض المفاهيم الأساسية أو المصطلحات التي سنتناولها خلال رحلتنا...
من المفيد جدا في البداية أن نعقد عملية تناظر أو تجسيد لكي نرى كهرباءنا في صورة مفهومة ملموسة عندنا حيث سنمثل للدائرة الكهربية في هيئة خزان ماء وأنبوب يسري فيه الماء هذا ....
وهذه هي دائرتنا البسيطة وهي دائرة أوم والتي ستفيدنا كثيرا للدخول إلى موضوعنا
ومن هذه الدائرة وخزاننا الصغير يمكننا أن نقول أن الدائرة الكهربية في أبسط صورها (دائرة أوم) عبارة عن موصل أو سلك معدني به الملايين والملايين من الإلكترونات الحرة التي تستطيع أن تسبح بمهارة ما بين ذراته ، ويقوم بعملية الدفع أو إمداد هذه الإلكترونات بالطاقة مصدر للجهد متمثلا في بطارية صغيرة على سبيل المثال وبطول هذه الدائرة المغلقة لدينا مقاومة أو ممانعة أو معاوقة تخمد من شدة وكثافة إنطلاق هذه الشحنات الحرة هذه العملية شرحها أوم معتمدا على تجربته الشهيرة والتي استخلص منها المعادلة التي تحمل اسمه وكما أشرنا يجب أن نجري عملية التناظر ما بين الدائرة الكهربية وسريان الموائع حيث :
1- فرق الجهد :: وهو ببساطة المسئول عن توفير الطاقة اللازمة لإطلاق الإلكترونات عبر موصل ويكون نابع من مصدر جهد كبطارية أو خلافه وهو يشبه المضخة التي تقوم بسحب وضخ المائع (السائل) داخل الأنبوب المجوف
2- التيار وشدة التيار :: وهو مجموعة الإلكترونات التي تنطلق داخل الموصل وشدته هو المعدل الزمني لسريان تلك الشحنات حيث إذا اعتبرنا جدلا كمثال غير واقعي طبعا أن إلكترونا انطلق من طرف البطارية الموجب إلى السالب فهذا يمثل التيار الذي يسري واستغرقت رحلته خلال الموصل زمن معين فإن شدة التيار تكون شحنة الإلكترون هذا مقسومة على الزمن المستغرق ..... ويمثل هذا في سريان الموائع المائع نفسه الذي ينطلق داخل الأنبوب وكميته على الزمن أو معدل السريان يكون هو شدة التيار
3- المقاومة :: وهي التي تقوض أو تحجم أو تقلل من فرصة زيادة شدة التيار في الموصل وتكون ناتجة عن عدة عوامل كنوع مادة الموصل ونصف قطره وطوله بحيث إذا اعتبرنا أن هناك موصل مثالي مقاومته صفر فهذا بطبيعة الحال يؤدي إلى تيار قيمته تصل إلا مالا نهاية وهذا أمر غير واقعي على الإطلاق لأن الموصل في هذه الحالة سيحترق بدوره في هذه الحالة ...... ويمثل هذه المقاومة في خزاننا المائي الإختناقات والمنحنيات على طول أنبوب السريان كما أيضا الإحتكاكات ما بين ذرات المائع بعضها مع بعض وبعضها مع جدران الإنبوب الحامل.
قانون أوم :
هذا القانون يعتبر الأساس للهندسة الكهربية والمصدر الذي يتفرع منه جميع القوانين اللاحقة بالإضافة إلى قانوني كيرشوف الذين سيحين دورهما لاحقا بإذن الله ، وهذا القانون لم يتم استنتاجه من علاقات فيزيائية سابقة أو ما شابه بل تم وضعه بعد تجربة معملية بسيطة أجراها أوم بالأدوات المذكورة سابقا وهي مصدر جهد وموصل ومبين لشدة التيار أو كما يمكننا أن نطلق عليه جهاز أميتر حيث قام بتوصيل طرفي السلك مع مصدر الجهد واكتشف أنه مع تغير فرق الجهد مع ثبات مادة الموصل فإن التيار يتأثر بعلاقة خطية طردية ويختلف ميل الخط المستقيم الناتج عن رسم العلاقة مع تغيير نوع مادة السلك وفي هذا الوقت أطلق على هذا العامل الثالث الغامض (الجهد والتيار معروفان له) اسم المقاومة الكهربية والتي تأخذ قيمتها حسابيا من خلال ميل الخط المستقيم الناتج كل مرة
ومن الرسمة أعلاه يتضح لنا أنه للوصول إلى شدة تيار معينة I فإنه يلزمنا قيم جهد مختلفة V1 , V2 & V3 لعدة أنواع مختلفة من الأسلاك أو المقومات المتغيرة R1 , R2 & R3 وقد صاغ أوم علاقته الشهيرة وهي
وهي تصف دائرته البسيطة بشكل كامل كما أنها تضعنا على بداية الطريق في تخيل مفاهيم الجهد والتيار والمقاومة التي تعبر قيمهم عن سلوك أي دائرة......
عندما نتحدث عن الكهربية يجب أن نستحضر خيالنا حيث إننا سندرس تأثيرات غير مرئية أو محسوسة مجسمة لدينا فدعونا ندخل في رحلة داخل قطعة موصل لنفهم عن قرب ماذا يحدث عندما تدوس على هذا الزر الصغير لتضئ اللمبة الصغيرة في حجرتك ولكن بداية علينا أن نتعرف على بعض المفاهيم الأساسية أو المصطلحات التي سنتناولها خلال رحلتنا...
وهذه هي دائرتنا البسيطة وهي دائرة أوم والتي ستفيدنا كثيرا للدخول إلى موضوعنا
ومن هذه الدائرة وخزاننا الصغير يمكننا أن نقول أن الدائرة الكهربية في أبسط صورها (دائرة أوم) عبارة عن موصل أو سلك معدني به الملايين والملايين من الإلكترونات الحرة التي تستطيع أن تسبح بمهارة ما بين ذراته ، ويقوم بعملية الدفع أو إمداد هذه الإلكترونات بالطاقة مصدر للجهد متمثلا في بطارية صغيرة على سبيل المثال وبطول هذه الدائرة المغلقة لدينا مقاومة أو ممانعة أو معاوقة تخمد من شدة وكثافة إنطلاق هذه الشحنات الحرة هذه العملية شرحها أوم معتمدا على تجربته الشهيرة والتي استخلص منها المعادلة التي تحمل اسمه وكما أشرنا يجب أن نجري عملية التناظر ما بين الدائرة الكهربية وسريان الموائع حيث :
1- فرق الجهد :: وهو ببساطة المسئول عن توفير الطاقة اللازمة لإطلاق الإلكترونات عبر موصل ويكون نابع من مصدر جهد كبطارية أو خلافه وهو يشبه المضخة التي تقوم بسحب وضخ المائع (السائل) داخل الأنبوب المجوف
2- التيار وشدة التيار :: وهو مجموعة الإلكترونات التي تنطلق داخل الموصل وشدته هو المعدل الزمني لسريان تلك الشحنات حيث إذا اعتبرنا جدلا كمثال غير واقعي طبعا أن إلكترونا انطلق من طرف البطارية الموجب إلى السالب فهذا يمثل التيار الذي يسري واستغرقت رحلته خلال الموصل زمن معين فإن شدة التيار تكون شحنة الإلكترون هذا مقسومة على الزمن المستغرق ..... ويمثل هذا في سريان الموائع المائع نفسه الذي ينطلق داخل الأنبوب وكميته على الزمن أو معدل السريان يكون هو شدة التيار
3- المقاومة :: وهي التي تقوض أو تحجم أو تقلل من فرصة زيادة شدة التيار في الموصل وتكون ناتجة عن عدة عوامل كنوع مادة الموصل ونصف قطره وطوله بحيث إذا اعتبرنا أن هناك موصل مثالي مقاومته صفر فهذا بطبيعة الحال يؤدي إلى تيار قيمته تصل إلا مالا نهاية وهذا أمر غير واقعي على الإطلاق لأن الموصل في هذه الحالة سيحترق بدوره في هذه الحالة ...... ويمثل هذه المقاومة في خزاننا المائي الإختناقات والمنحنيات على طول أنبوب السريان كما أيضا الإحتكاكات ما بين ذرات المائع بعضها مع بعض وبعضها مع جدران الإنبوب الحامل.
قانون أوم :
هذا القانون يعتبر الأساس للهندسة الكهربية والمصدر الذي يتفرع منه جميع القوانين اللاحقة بالإضافة إلى قانوني كيرشوف الذين سيحين دورهما لاحقا بإذن الله ، وهذا القانون لم يتم استنتاجه من علاقات فيزيائية سابقة أو ما شابه بل تم وضعه بعد تجربة معملية بسيطة أجراها أوم بالأدوات المذكورة سابقا وهي مصدر جهد وموصل ومبين لشدة التيار أو كما يمكننا أن نطلق عليه جهاز أميتر حيث قام بتوصيل طرفي السلك مع مصدر الجهد واكتشف أنه مع تغير فرق الجهد مع ثبات مادة الموصل فإن التيار يتأثر بعلاقة خطية طردية ويختلف ميل الخط المستقيم الناتج عن رسم العلاقة مع تغيير نوع مادة السلك وفي هذا الوقت أطلق على هذا العامل الثالث الغامض (الجهد والتيار معروفان له) اسم المقاومة الكهربية والتي تأخذ قيمتها حسابيا من خلال ميل الخط المستقيم الناتج كل مرة
ومن الرسمة أعلاه يتضح لنا أنه للوصول إلى شدة تيار معينة I فإنه يلزمنا قيم جهد مختلفة V1 , V2 & V3 لعدة أنواع مختلفة من الأسلاك أو المقومات المتغيرة R1 , R2 & R3 وقد صاغ أوم علاقته الشهيرة وهي
V = I . R
وهي تصف دائرته البسيطة بشكل كامل كما أنها تضعنا على بداية الطريق في تخيل مفاهيم الجهد والتيار والمقاومة التي تعبر قيمهم عن سلوك أي دائرة......
تعليق