جریان چیست

جریان الکتریکی به مقدار بار الکتریکی عبوری از واحد سطح در واحد زمان گفتـه می شود. جریان الکتریکی فقط در اجسام رسانا به وجود می آید. اجسام رسانا اجسامی هستند که در لایه آخر اتم آنها الکترون آزاد وجود دارد. هر جسمی که در لایه آخر اتم های خود الکترون آزاد داشته باشد رسانا است. جریان الکتریکی می تواند سبب گرمایش مقاومتی شود و به عنوان مثال به صورت نور در لامپ های رشتـه ای پدیدار شود همچنین می تواند باعث ایجاد میدان مغناطیسی نیز بشود. در مقاله حاضر قصد داریم تا شما را با جریان الکتریکی بیشتر آشنا کنیم. با ما در ادامه همراه باشید.

شدت جریان چیست /معنی جریان/ تعریف جریان

همان طور که گفته شد، جریان الکتریکی به مقدار بار الکتریکی عبوری از واحد سطح در زمان گفتـه می شود. به عبارت دیگر، جاری شدن بار های الکتریکی را جریان الکتریکی می گویند. برای جاری شدن بار های الکتریکی لازم است تا در دو سر رسانا یک اختلاف پتانسیل یا همان ولتاژ اعمال شود. بدین ترتیب الکترون ها می توانند در مسیر حرکت کرده و جریان به وجود بیاید.

منبع جریان چیست

شدت جریان به مقدار بار عبوری در واحد زمان و از یک سطح مقطع مشخص گفتـه می شود که با فرمول I = q / t نشان داده می شود. واحد شدت جریان آمپر است و با A نشان داده می شود. یک آمپر به معنای عبور یک کولن بار الکتریکی در زمان یک ثانیه از یک نقطه است.

اگر می‌خواهید دانش خود را درباره عوامل مؤثر بر جریان الکتریکی و نحوه تأثیر ولتاژ بر جریان‌های الکتریکی بیشتر کنید، پیشنهاد می‌کنیم به بخش ولتاژ چیست مراجعه کنید که به توضیح عمیق‌تر این مفاهیم می‌پردازد.

 منبع جریان چیست

منبع جریان الکتریکی یکی از اجزای مدار است که بدون توجه به ولتاژ دو سر آن می تواند جریان ثابتی را به مدار وارد کند. منابع جریان می توانند مانند منابع ولتاژ مستقل یا وابسته باشند. ساده ترین نوع منبع جریان، یک مقاومت سری با منبع ولتاژ است که توانایی تولید جریان هایی در حد چند میلی آمپر تا چند هزار آمپر را دارد. منبع جریان مستقل یک جریان ثابت را تولید می کند ولی منبع جریان وابسته جریانی را متناسب با ولتاژی که در مدار وجود دارد تولید می کند. نماد منبع جریان در مدار ها یک دایره با یک فلش داخل آن است که فلش جهت مدار را نشان می دهد.

 جریان الکتریکی چگونه ایجاد می شود؟

برای ایجاد جریان الکتریکی نیاز به ایجاد اختلاف پتانسیل در دو طرف یک جسم رسانا وجود دارد. با ایجاد این اختلاف پتانسیل، الکترون های آزاد موجود در جسم رسانا قادر به حرکت کردن خواهند شد. اگر با روش های مختلفی که وجود دارد بتوان این اختلاف پتانسیل را ایجاد نمود الکترون های آزاد به سمت پتانسیل مثبت حرکت کرده و کار انتقال بار را در داخل جسم انجام می دهند. در این حالت درون جسم جریان به وجود می آید.

همان طور که گفته شد برای ایجاد جریان الکتریکی لازم است تا یک اختلاف پتانسیل در دو نقطه از جسم رسانا به وجود آید. برای ایجاد این اختلاف پتانسیل چند روش مختلف وجود دارد. استفاده از میدان مغناطیسی، استفاده از نیروی گردشی، استفاده از روش های شیمیایی  و غیره از جمله روش های ایجاد جریان به شمار می روند. در باتری ها از روش های شیمیایی برای ایجاد جریان استفاده می شود.

واحد اندازه ‌گیری جریان الکتریکی

سیستم SI سیستم بین المللی برای واحد های اندازه گیری به شمار می رود. واحد های استاندارد برای ولتاژ، ولت بوده و برای مقاومت نیز از واحد اهم استفاده می شود. واحد اندازه گیری جریان الکتریکی آمپر است. دلیل نام گذاری این واحد به افتخار دانشمند مشهور فرانسوی آندره ماری آمپر بوده است. ماندره آمپر یکی از کاشفان اصلی الکترو مغناطیس بوده است و به همین دلیل واحد جریان به افتخار او نام گذاری شده است. برای اندازه گیری جریان الکتریکی از آمپر متر استفاده می شود.

تفاوت جریان ac و dc چیست؟

جریان ac یا جریان متناوب جریانی است که توسط نیروگاه های تولید می شود و از طریق خطوط انتقال برق به خانه ها می رسد. در این جریان، جهت عبور و جهت مغناطیسه شدن در هر دوره زمانی مشخصی معکوس می شود و شکل موج متداول آن سینوسی است. در جریان متناوب علاوه بر شدت جریان، فرکانس موج متناوب نیز اهمیت زیادی دارد.

جریان مستقیم یا جریان DC عملکردی برعکس جریان متناوب دارد. در جریان مستقیم جهت جاری شدن جریان در تمامی زمان ها ثابت و بدون تغییر است. این نوع جریان توسط منبع تغذیه هایی مثل باتری ها تولید می شوند. برق مورد نیاز خودرو یا فرآیند الکترولیز شیمیایی مثال هایی از این نوع جریان به شمار می رود.

جریان AC برای انتقال از راه دور مورد استفاده قرار می گیرد چرا که از دست دادن انرژی در مسافت طولانی کم تر است. جریان DC برای انتقال از راه دور مناسب نبوده اما ذخیره جریان DC در باتری آسان تر است. ضریب توان برای جریان AC صفر به یک است در حالی که در جریان DC همیشه ثابت بوده و صفر است. چراغ قوه، موبایل، لپ تاپ و وسایل الکترونیکی از جریان DC استفاده می کنند.

آشنایی با فرمول جریان

فرمول جریان /قوانین اساسی جریان الکتریکی

قوانین جریان الکتریکی مبحث گسترده ای است که آشنایی با آن نیاز به مطالعه زیادی دارد. با این وجود در این بخش به بررسی برخی از پارامتر های مهم برای بررسی جریان می پردازیم. اولین رابطه همان رابطه شدت جریان است که با q/t برابر است. در این رابطه q برحسب کولن و زمان برحسب ثانیه است. چگالی جریان به مقدار جریان عبوری عمود بر واحد سطح گفتـه می شود. چگالی جریان در سیم از رابطه I/A محاسبه می شود.

قانون اهم یکی دیگر از قوانین مرتبط با جریان الکتریکی است. این فرمول رابطه بین مقاومت، اختلاف پتانسیل و جریان را در مدار نشان می دهد که به صورت V=IR نشان داده می شود. در این رابطه V اختلاف پتانسیل، I جریان الکتریکی و R مقاومت الکتریکی است. قانون کیرشهف یکی دیگر از قوانین مرتبط با جریان است. این قانون این گونـه بیان می شود که در یک مدار الکتریکی فشـرده جمع جریان هایی که به یک گـره وارد می شود یا از آن خارج می شود در هر لحظه برابر صفر است.

 همان طور که گفتـه شد روابط بسیار زیاد دیگری وجود دارد که البته اکثر آنها مبتنی بر قوانینی است که به آنها اشاره شد. بنابراین برای آشنایی کامل با قوانین لازم است تا مطالعات زیادی داشته باشید.

عوامل موثر بر جریان الکتریکی

برای بررسی عواملی که بر جریان الکتریکی تاثیر می گذارند باید به بررسی عوامل موثر بر مقاومت در مدار بپردازیم. مقاومت الکتریکی یک ماده در مدار است که جریان را محدود می کند. چهار عامل بر محدود کردن جریان الکتریکی موثر است که عبارت اند از دما، طول سیم، سطح مقطع و ماهیت ماده. سیم های ضخیم مقاومت کم تری نسبت به سیم های نازک دارند. سیم های بلند مقاومت بالاتری نسبت به سیم های کوتاه دارند. جنس ماده نیز در مورد جریان از اهمیت زیادی برخوردار است. به عنوان مثال یک ماده مسی توانایی هدایت بیشتری نسبت به یک سیم فولادی دارد. افزایش دما در فلزات هدایت حرارتی را کم می کند.

اندازه‌گیری جریان الکتریکی

اندازه گیری جریان در مدار با استفاده از دستگاهی به نام آمپر متر انجام می شود. البته با پیشرفت هایی که انجام شـده است امـروزه از امپر متر در مدار ها کم تر استفاده می شود و به جای آن از مولتی متر استفاده می شود. برای اندازه گیری جریان با استفاده از آمپر متر لازم است تا دستگاه به صورت سری در مدار قرار گیرد. به عبارت دیگر، آمپر متر باید به گونه ای درون مدار قرار گیرد که جزئی از قطعات مدار شـده و جریان از آن نیز عبور کند.

آشنایی با اندازه‌گیری جریان الکتریکی

سخن پایانی

جریان الکتریکی از مهم ترین مفاهیم در الکتریسیته به شمار می رود. جریان معمولا به دو صورت AC و DC وجود دارد که هر یک از این دو کاربرد های مخصوص به خود را دارند. واحد جریان الکتریکی آمپر است که به افتخار دانشمندی با همین نام، نامگذاری شـده است. در مقاله حاضر تلاش کردیم تا شما را به صورت مقدماتی با جریان و روابط مرتبط با آن آشنا کنیم. برای آشنایی کامل تر لازم است تا مطالعات بیشتری را در این رابطه داشته باشید. امیدواریم مطالعه این مطلب برای شما مفید بوده باشد.

ferrovial :منبع

گروه روشنایی شعاع نور

سوالات متداول

کاربرد جریان الکتریکی چیست؟

روشن کردن ماشین، روشن کردن چراغ، پخت و پز روی اجاق گاز برقی، تماشای تلویزیون، بازی های ویدیویی، شارژ کردن تلفن همراه و همه این موارد با جریان الکتریکی انجام می شود.

دستگاه های الکتریکی معمولا از کدام نوع جریان استفاده می کنند؟

دستگاه های الکتریکی معمولا از جریان DC استفاده می کنند.

آیا می توان بدون داشتن ولتاژ جریان الکتریکی ایجاد نمود؟

خیر بدون داشتن ولتاژ امکان ایجاد جریان الکتریکی وجود ندارد. به جز مواد ابر رسانا، در سایر مواد ولتاژ عامل ایجاد جریان به شمار می رود.