ما هي وحدة قياس قوة التيار الكهربائي

التيار الكهربائي له وحدة قياس محددة ومعروفة، ويتم استخدامها من قبل العلماء في مجالاتهم العلمية، وأيضا من قبل الطلاب في المدارس والجامعات. وفي هذا الموضوع سنتعرف على وحدة قياس قوة التيار الكهربائي، وأنواع التيارات الكهربائية، وسنشرح قانون أوم الخاص به.

التيار الكهربائي

يعتبر التيار الكهربائي حركة الجسيمات المحمولة للشحنات الكهربائية، ويشمل جسيمات غير ذرية مثل الإلكترونات المحمولة للشحنات السالبة والبروتونات المحمولة للشحنات الموجبة، والتي تعرف بالأيونات.

والتيارات الكهربائية تمر عبر السلك وتحمل الشحنات، والشحنات هنا تكون الإلكترونات؛ وهي تستخدم لقياس كمية الشحنة الكهربائية التي تمر في أي نقطة في السلك خلال وحدة زمنية واحدة.

في الحالات التي تنطوي على تيارات مترددة، يحدث انعكاس لحركة الشحنات في اتجاه معين. في سياقات مختلفة في مجال الكهرباء، يتم تحديد اتجاه التيار من خلال اتجاه تدفق الشحنات الموجبة، والذي يكون معاكسا لحركة الإلكترونات الفعلية.

شاهد أيضًا: مكونات المصباح الكهربائي ودورها

انواع التيار الكهربائي

هناك نوعان رئيسيان للتيار الكهربائي، ولكل نوع خصائص ومصادره الخاصة، وفيما يلي أنواع التيار الكهربائي

• تيارات مباشرة

وتعرف بالاختصار العلمي DC، وهي تمثل تدفق الشحنة الكهربائية في اتجاه واحد، حيث تتحرك الشحنات الكهربائية فيها في اتجاه ثابت. في الماضي، كان هناك مصطلح يستخدم للإشارة إلى التيار المباشر وهو التيار الجلفاني.

تنتج البطاريات والأجهزة الحرارية المزدوجة وخلايا الطاقة الشمسية تيارا كهربائيا مستمرا كمصدر للطاقة، ويمكن توجيه التيار المستمر عبر موصلات مختلفة مثل الأسلاك والشبه الموصلات والعوازل، وحتى الفراغ كما يحدث في الأشعة الإلكترونية أو أشعة الأيونات.

• تيارات متناوبة

وتختصر بالأحرف الأولى AC علميا، وتعتبر تلك التيارات التي يقوم تيارها الكهربائي بتغيير اتجاهاته بشكل دوري، على عكس التيارات المباشرة التي تتدفق فيها الشحنات الكهربائية في اتجاه ثابت لا يتغير.

التيار المتناوب هو تيار الكهرباء الذي يتم توصيله للشركات والمنازل، بالإضافة إلى الإشارات الصوتية والتي ترتبط بالراديو والتي يتم نقلها عبر السلك الكهربائي. إنه أحد أشكال التيارات المتناوبة.

وحدة قياس قوة التيار الكهربائي

يتم استخدام الأمبير كوحدة قياس لقوة التيار الكهربائي في النظام الدولي للوحدات SI، ويتم استخدامه في مختلف المجالات العلمية حول العالم.

يعود سبب تسمية وحدة قياس قوة التيار الكهربائي بهذا الاسم إلى تكريم العالم الفيزيائي أندريه أمبير (الذي يحمل الجنسية الفرنسية) نظرا لمساهمته الكبيرة في المجالات العلمية المتعلقة بدراسة التيارات الكهربائية.

تعبر الأمبير عن شدة التيارات الكهربائية التي تنتج نتيجة مرور إحدى الشحنات بمقدار كولوم واحد في الموصل خلال ثانية واحدة.

في عام ٢٠١٨م، أعرب مؤتمر الأوزان والمقاييس العامة CGPM عن موافقته على تعريف وحدة قياس قوة التيار الكهربائي “أمبير” بأنها شحنة أولية تساوي ١.٦٠٢١٧٦٦٣٤ × ١٠−١٩ كولوم.

في وقت سابق، تم تعريف الأمبير على أنه التيار الثابت الذي يمر عبر موصلين متوازيين ومستقيمين بطول لا نهائي، والمتواجدين على بعد متر واحد في الفراغ. ستنشأ في هذه الحالة قوة مساوية لـ 2×10 -7 نيوتن لكل متر من الطول بين الموصلين.

قانون أوم للتيار الكهربائي

ينص قانون أوم، الذي يتعلق بالتيارات الكهربائية، على أن التيار الكهربائي الذي يمر عبر الموصل يتناسب تناسبا مباشرا مع فروق الجهد بين طرفي الموصل الكهربائي، وعكسيا مع المقاومة.

يمكن التعبير عن قانون أوم بالعلاقة التالية: تيار الكهرباء = جهد الموصل ÷ مقاومة الموصل. ويكمن أهمية قانون أوم للتيار الكهربائي في ربطه بين ثلاثة عناصر رئيسية، وهي جهد الكهرباء والتيارات الكهربائية ومقاومة الكهرباء.

وباستخدام هذا القانون، يتم قياس تيار الكهرباء الذي يمر في الموصل باستخدام وحدة الأمبير، بينما يتم قياس فروق الجهد بين أطراف الموصل باستخدام وحدة الفولت، ولكن يتم قياس مقاومة الموصل الكهربائية باستخدام وحدة الأوم.

باستخدام قانون أوم، يكون اتجاه التيارات الكهربائية التي تمر عبر الموصل من القطب السالب إلى القطب الموجب، ويمكن حساب التيار الكهربائي عن طريق قسمة جهد الكهرباء المتولد بين طرفي الموصل على مقاومته الكهربائية.

بمثابة عمل المقاومة الكهربائية في تحديد قيمة التيار الذي يمر عبر الموصل، حيث تسمح المقاومة ذات القيم العالية بتدفق التيار بنسبة صغيرة، بينما تسمح المقاومة ذات القيم المنخفضة بتدفق التيار بنسبة كبيرة من التيارات الكهربائية.

أدوات قياس الكهرباء

يستخدم الفني أو العامل في مجال الطاقة الكهربائية بعض الأدوات لقياس التيار الكهربائي وفحص توصيلات الكهرباء وكفاءتها، وأيضا لقياس خصائص الكهرباء المختلفة.

تعتمد أدوات قياس الكهرباء على استخدام الحركة الميكانيكية التي تنشأ من طاقة الكهرومغناطيسية، والتي تحرك المؤشر لإظهار نتائج قياس كمية التيار الكهربائي، ومن أبرز أدوات قياس الكهرباء:

• الأميتر

ويعرف بالإنجليزية باسم الـ Ammeter، ويستخدم هذا الجهاز في قياس التيارات الكهربائية التي تمر عبر أجزاء من الدائرة الكهربائية، ويحتاج هذا الجهاز لبدء قياس التيار الكهربائي عن طريق تدفق التيار الكهربائي من خلاله.

• الفولتميتر

وهو الجهاز المعروف بـ Voltmeter بالإنجليزية، ويستخدم لقياس فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين على الدائرة الكهربائية. يتم توصيل المقياس بشكل متوازي مع أجزاء الدائرة الكهربائية.

• الأوميتر

وهو الجهاز المعروف بالأوميتر باللغة الإنجليزية، والذي يقيس مقاومة التيار الكهربائي في الدائرة الكهربائية، ويتم توصيله متتاليا في الدائرة.

بالتالي، سينخفض تدريجيا تدفق التيار الكهربائي عندما يزيد مقاومته، ويمكن توصيله بشكل مواز، مما يؤدي إلى زيادة تدريجية في تدفق التيار الكهربائي مع زيادة المقاومة، حيث يقوم الجهاز بقياس النسبة بين جهد الكهرباء والتيار الذي يمر عبر المقاومة.

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

وحدات النظام العالمي للوحدات

تم تحديد وحدات قياس أساسية بواسطة النظام العالمي للوحدات، وتعتمد هذه الوحدات بشكل موحد في الدراسات العلمية والرياضية المختلفة، وتتألف من 7 وحدات، وهي:

• المتر

وحدة قياس الطول الرئيسية هي مسافة مسار الضوء في 1/299,792,458 من الثانية.

• الكيلو جرام

وحدة قياس الكتلة الخاصة بالجسم، وتساوي الكتلة النموذجية الأساسية للكيلوجرام المحددة من قبل مؤتمر المقاييس والأوزان العالمي.

• الأمبير

وهي وحدة قياس قوة التيارات الكهربائية الرئيسية، فعند مرور التيار الكهربائي في موصلين بطول لا نهائي ووضع كل منهما على بعد متر واحد في الفراغ، سيتولد قوة كهربائية بمقدار 2 × 10 -7 نيوتن لكل متر بين الموصلين.

• الكلفن

وحدة قياس درجة الحرارة الميكانيكية الأساسية هي، وتمثل 1/237.16 من درجة حرارة نقطة الماء الثلاثية.

• الثانية

هو وحدة قياس الوقت الأساسية، وهو جزء من ستين جزءا من الدقيقة الواحدة، وهو أيضا جزء من ثلاثة آلاف وستمائة جزءا من الساعة.

• المول

إنها وحدة قياس للمادة الأساسية، وتستخدم لتحديد كمية العناصر الأولية الموجودة في الكتل المحددة، سواء كانت تلك العناصر جزيئات أو أيونات أو إلكترونات أو ذرات أو جزيئات أخرى.

• الكانديلا

هو وحدة قياس لقوة الضوء لإحدى المصادر التي تنبعث منها الإشعاعات ذات اللون الواحد، وتكون ترددها 540 × 10 12 هرتز، وتحمل إشعاعا بكثافة 1/683 واط للإستراديان الواحد.

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

في النهاية، بعد أن قدمنا معلومات حول التيار الكهربائي وأنواعه، ووحدته القياسية، وشرحنا قانون أوم للتيار الكهربائي، وأدوات قياس الكهرباء، والوحدات الأساسية في النظام العالمي للوحدات، ندعوكم لمشاركة هذا الموضوع عبر جميع وسائل التواصل الاجتماعي.