جریان برق چیست ؟

جریان برق (جریان الکتریکی)

جریان برق چیست ؟

جریان برق (یا جریان الکتریکی) گونه ای از انرژی است و با تعریف دقیق تر میتوان جریان برق را حرکت الکترون در محیط مادی تعریف کرد. الکتریسیته یکی از پرکاربردترین صورت های مصرف انرژی می باشد.

بررسی حرکت الکترون و سرعت جریان برق:

برای بررسی حرکت الکترون و سرعت جریان برق به این مثال توجه کنید؛ هرگاه یک لوله به طول چند متر را پر از توپ کرده و سپس از یک طرف لوله یک توپ وارد لوله کنیم، از طرف دیگر بلافاصله یک توپ به طرف خارج رانده می شود.

بررسی حرکت الکترون و سرعت جریان برق

چنانچه ملاحظه می شود، سرعت حرکت توپ در داخل لوله خیلی کند است ولی سرعت انتقال حرکت از ابتدای لوله به انتهای لوله خیلی سریع می باشد. در مورد حرکت الکترون می توان وضعی نظیر فوق را در نظر گرفت. اگر سیم مسی به طول چند متر را به دو سر یک باطری وصل کنیم بلافاصله پس از اتصال کلید الکترون از قطب منفی باطری وارد سیم شده و از انتهای سیم الکترون وارد قطب مثبت باطری می گردد. در اینجا سرعت حرکت الکترون خیلی کم اما سرعت انتقال حرکت یعنی سرعت جریان برق خیلی زیاد و در حدود سرعت نور 300000 کیلومتر بر ثانیه می باشد.

در مثال بالا برای وارد کردن توپ به داخل لوله احتیاج به فشار داریم. یعنی باید توپ را با فشار وارد لوله کرد و هرچه طول لوله بیشتر و لوله تنگ تر و توپ ها فشرده تر باشند فشار بیشتری لازم خواهد بود. در مورد سیستم برق هم همین حالت وجود دارد .

برای راندن الکترون به داخل سیم احتیاج به فشار الکتریکی داریم و هر چه طول سیم زیادتر و قطر سیم کمتر باشد فشار الکتریکی بیشتری لازم است. فشار الکتریکی را با حرف U نشان داده و اندازه آن برحسب ولت بیان می شود.

مقاومتی که سیم در برابر حرکت الکترونها از خود نشان می دهد مقاومت الکتریکی نامیده و با حرف R نشان می دهند و واحد اندازه گیری آن اهم Ω می باشد. هر هزار اهم را یک کیلو اهم KΩ و هر یک میلیون اهم را یک مگا اهم MΩ می نامند.

به طور خلاصه: حرکت الکترون را در محیط مادی جریان برق گویند. فشار الکتریکی U و بر حسب ولت می باشد. مقاومت الکتریکی R بر حسب اهم Ω می باشد.


برای مطالعه بیشتر : لامپ سیگنال (چراغ سیگنال) چیست؟ چه کاربردهایی دارد؟


اجسام عایق و نیمه هادی

چنانچه در لوله مورد آزمایش فوق توپی وجود نداشته باشد ملاحظه خواهیم کرد اگر از یک طرف لوله توپی را وارد نماییم از طرف دیگر توپی خارج نخواهد شد یا ممکن است لوله از چیزی پر شده باشد و نتوانیم کلا توپی وارد لوله کنیم در مورد اجسام نیز همین حالت وجود دارد. در بعضی اجسام الکترون آزاد وجود ندارد مثلا اگر یک قطعه طناب را به دو سر باطری وصل کنیم نه الکترونی می تواند وارد طناب شود و نه الکترونی از آن خارج می شود. این اجسام که از حرکت الکترون بطور کامل جلوگیری می کنند، اجسام عایق نام دارند؛ مانند میکا، شیشه، چوب، هوا و غیره. البته اجسام عایق در اثر فشار الکتریکی خیلی زیاد از حالت عادی خود خارج شده و جریان را از خود عبور می دهند مانند جریانی که در اثر رعد و برق و قوس الکتریکی بوجود می آید.

در بعضی اجسام بخاطر ساختمان اتمی آنها الکترون آزاد خیلی کم پیدا می شود و یا در اثر ایجاد ناخالصی می توان در آنها الکترون آزاد بوجود آورد، این اجسام را نیمه هادی می گویند.


برای مطالعه بیشتر: تابلو برق


بنابراین مقاومت الکتریکی یک سیم علاوه بر اینکه به طول و سطح مقطع آن بستگی دارد، به جنس سیم نیز وابسته است. به همین علت هر جسم دارای ضریب هدایت مخصوص  X (کاپا) یا مقاومت مخصوص ᴩ می باشد.

در اثر افزایش درجه حرارت اجسام هادی مقاومت الکتریکی آنها زیادتر می شود .

شدت جریان برق را با واحدی به نام آمپر می سنجند و آن عبارت است از شدت جریانی که اگر از دو سیم موازی که به فاصله یک متر از یکدیگر قرار گرفته اند عبور نماید این دو سیم نیرویی معادل 2*(7-^10) نیوتن بر متر بر یکدیگر وارد نمایند یا عبارت دیگر جریانی به شدت یک آمپر می تواند در مدت یک ثانیه 1/118 میلی گرم نقره را از یک محلول نیترات نقره جدا کرده و روی قطب منفی ولت متر بنشاند.

 

منبع : الکتریسیته و مغناطیس، مهندس محمد مهدی موحدی، چاپ اول 1363، انتارات گوتنبرگ، تهران مقابل دانشگاه


You've just added this product to the cart:

fa_IRPersian
fa_IRPersian