كيف نحسب شدة التيار الكهربائي

التَّيار الكهربائيّ

إنّ للكهرباء أهميّة بالغة في حياة الإنسان اليوميّة؛ فالإنسان يستعمل الكثير من الأجهزة التي تَعتمد على الكهرباء كالمصباح الكهربائيّ، والغسّالة، والمكواة...إلخ، وهذه الأجهزة الكهربائيّة تحتاج إلى طاقةٍ كهربائيّةٍ يتمّ نقلها من المولد الكهربائيّ بواسطة التّيار الكهربائيّ.

التَّيارُ الكهربائيّ هو سيلٌ مُتتابعٌ من الشُّحنات الكهربائيّة السَّالبة التي تَتَحرك بانتظامٍ وباتجاهٍ معيَّنٍ، وتنتقل من المولّد إلى الجهاز الكهربائي المستقبل. المواد من حيث قابليتها لنقل التيار الكهربائي تنقسم إلى قسمين وهما:

• المواد النَّاقلة؛ أي التي تسمح للشُّحنات الكهربائيّة بالمرور فيها كأسلاك النُّحاس.
• المواد العازلة؛ أي المواد التي لا تسمح للشُّحنات الكهربائيّة بالمرور من خلالها كقضيب الأبونيت.

من خصائص التَّيار الكهربائيّ أنّه يَحمل طاقةً تستطيع أداء شُغل، وتُعرف هذه الطاقة باسم الطَّاقة الكهربائيّة، وهي شكلٌ من أشكالِ الطَّاقة، وتتميّز غالبية الظواهر المعلّقة بأنّها قابلة للعكس (من الطَّاقة الكهربائيّة إلى طاقةٍ أخرى وبالعكس).

شدّة التَّيار الكهربائيّ

قبل تعريف شدّة التَّيار الكهربائي كان على علماءِ الفيزياء تحديد ماهيّة كميّة الكهرباء؛ وهي مقدارُ أو عددُ الإلكترونات سَالبة الشُّحنة، التي تمرُّ عبر ناقلٍ معدنيٍّ خلال فترةٍ زمنيّةٍ محددة، وتُقاس بوحدةِ الشُّحنةِ الأساسيّة ( القيمة المُطلقة لشحنة الإلكترون)، لكنْ هذه الوحدة صغيرةٌ جدًّا؛ لذلك قرّر علماءُ الفيزياء الاستعاضة عنها بوحدةٍ أكبر، أُطلق عليها اسم الكولوم Coulomb؛ بحيث يساوي الكولوم حوالي 6× 10^18 شحنة أساسية، وهي الوحدة المُعتمدة في النِّظام الدولي للوحدات.

نستنتج أنّ شدّة التَّيار الكهربائيّ (Intensity of the electric current) هي كميّةُ الكهرباءِ التي يبلغُ مقدارها (ش) كولوم، عبر ناقلٍ معدنيٍّ ما خلال فترةٍ زمنيّةٍ (ز) ثانية بمعدّلٍ ثابتٍ، ويرمز له بالرمز( ت)، وتُقاس بوحدة الأمبير وتساوي 1 كولوم/ ثانية. ت= ش/ ز

تُقاس شدّة التّيار الكهربائي باستخدام أجهزةٍ مخصصةٍ منها:

• الأميتر أو مقياس الأمبير؛ ويُستخدم لِقياس تياراتٍ من رتبة أمبيرٍ واحدٍ فما فوق.
• ميللي أميتر والجلفانوميتر؛ ويُستخدم لِقياس شدّة تيارٍ تصل إلى جزءٍ من المليون من الأمبير.

التيار الكهربائي يُسمّى تياراً مستمراً إذا كان ذا شدّة ثابتة.

مثال توضيحي

احسب مقدار شدّة التَّيار الكهربائيّ الناتج من مرور كميّةٍ من الكهرباء مقدارها 289.500 كولوم عبر ناقلٍ نحاسيٍّ خلال زمنٍ مقداره 16 ساعة وخمس دقائق؟

• شدّة التيار الكهربائيّ ت = كميّة الكهرباء (ش) ÷ الزَّمن (ز)
• الزَّمن بالثواني= (16× 3600)+ (5×60)
• الزَّمن= 57.600+ 300
• الزَّمن=57.900 ثانية
• ت= 289.500÷ 57.900
• ت= 5 أمبير

آثار التّيار الكهربائيّ

التّيار الكهربائيّ لا يُمكن أنْ يُرى بالعين المجرّدة، لكنّنا نَستطيع أنْ نَستدل على وجوده من آثاره، وهذه الآثار هي:

• الأثر الحراريّ.
• الأثر الكيميائيّ.
• الأثر المِغناطيسيّ.
• الأثر الضوئيّ.