أساسيات الكهربا · الدرس 2 من 13

الجهد والتيار

في الدرس اللي فات عرفنا الكلمات. هنا هندخل جوه أهم اتنين فيهم: الجهد (الفولت) اللي بيزق، والتيار (الأمبير) اللي بيمشي. هتشغّل دايرة بإيدك، وتتعلم تحوّل الوحدات، وتعرف تحط العداد فين.

1الجهد: الزقّة اللي بتحرّك الإلكترونات

الجهد (Voltage) هو فرق الضغط الكهربي بين نقطتين. زي خزان ميّة فوق السطح: كل ما يبقى أعلى، الميّة بتنزل بضغط أكبر. البطارية فيها طرف "مليان" إلكترونات (−) وطرف "ناقصه" (+)، والفرق ده هو اللي بيزق الإلكترونات لما نوصّل سلك بينهم.

الجهد دايمًا بين نقطتين. عشان كده بنقول "بين الفاز والنيوترال 220V". العصفورة اللي واقفة على سلك واحد مش بتتكهرب، لأن رجليها الاتنين على نفس الجهد ومفيش فرق بينهم. لكن لو لمست السلك والأرض في نفس الوقت، يبقى فيه فرق جهد ويعدّي تيار.

منين بييجي الجهد؟

البطارية

تفاعل كيميائي جواها بيفصل الشحنات. بتدّي جهد مستمر (DC): قلم 1.5V، عربية 12V.

المولّد (الدينامو)

ملف بيلف جنب مغناطيس، فيتولّد جهد. ده اللي في محطات الكهربا وماكينة الكهربا (المولّد) والدينامو بتاع العربية.

البريزة

جاية من محطة التوليد عن طريق خطوط وترانسات لحد ما توصل البيت 220V متردد (AC).

الخلية الشمسية

الضوء بيحرّك الإلكترونات وبيطلع جهد DC صغير، وبيوصّلوا خلايا كتير ورا بعض.

2التيار: الإلكترونات وهي ماشية

التيار (Current) هو كمية الشحنة اللي بتعدّي في السلك كل ثانية. الوحدة الأمبير A: 1 أمبير يعني حوالي 6,240,000,000,000,000,000 إلكترون بيعدّوا كل ثانية (ده اللي اسمه 1 كولوم في الثانية).

I = Q ÷ t

يعني: التيار (أمبير) = الشحنة (كولوم) ÷ الوقت (ثانية).

حركة الإلكترونات: الإلكترونات سالبة، فبتطلع من طرف السالب (−) وتروح للموجب (+).
الاتجاه الاصطلاحي: العلماء اتفقوا زمان قبل ما يعرفوا الإلكترون إن التيار ماشي من الموجب (+) للسالب (−). وده اللي مستخدم في كل الكتب والرسومات لحد النهارده.

الاتنين صح، بس بيوصفوا نفس الحاجة من ناحيتين. في الحسابات مش هتفرق، المهم تبقى ماشي على اتجاه واحد.

معلومة غريبة: الإلكترون نفسه بيمشي ببطء جدًا (أقل من مليمتر في الثانية!)، بس اللمبة بتنوّر فورًا. ليه؟ لأن السلك مليان إلكترونات من الأول، زي ماسورة مليانة كور: تزق كورة من ناحية، تطلع كورة من الناحية التانية في نفس اللحظة.

3الدايرة المقفولة والمفتوحة

التيار محتاج سكة كاملة: يطلع من المصدر، يعدّي في الجهاز، ويرجع للمصدر تاني. لو السكة دي اتقطعت في أي حتة (مفتاح مفتوح، سلك مقطوع، لمبة محروقة) التيار بيقف كله.

خلّي بالك: المفتاح المفتوح بيوقّف التيار، بس مش بيشيل الجهد. الطرف اللي جاي من الكهربا لسه فيه 220V. عشان كده بنفصل القاطع قبل أي شغل، مش المفتاح.

جرّب بنفسك: زوّد عدد الخلايا (الجهد)، افتح واقفل المفتاح، وبدّل بين حركة الإلكترونات (النقط الزرقا) والاتجاه الاصطلاحي (الشرط البرتقاني). اللمبة هنا مقاومتها 12Ω.

دايرة بطارية ولمبة

4الوحدات: ميلّي وكيلو ومايكرو

الأرقام في الكهربا ساعات صغيّرة قوي وساعات كبيرة قوي، فبنستخدم بادئات قدّام الوحدة:

البادئةمعناهاجهدتيار
كيلو k× 1000kV: 11kV = 11000VkA (قصر في محطة)
(من غير)× 1VA
ميلّي m÷ 1000mV: 500mV = 0.5VmA: 30mA = 0.03A
مايكرو µ÷ 1,000,000µVµA: 500µA = 0.5mA
القاعدة: من وحدة كبيرة لأصغر (من A لـ mA) اضرب في 1000. ومن صغيرة لأكبر (من mA لـ A) اقسم على 1000. يعني 0.25 A = 250 mA و 1500 mV = 1.5 V.

تمرين تحويل الوحدات

5أرقام من الحياة

المصدرالجهد
بطارية قلم (AA)1.5 V
بطارية مربعة9 V
شاحن الموبايل (الخرج)5 V
بطارية العربية12 V
كهربا البيت220 V
تلاتة فاز في المصنع380 V
كابلات الجهد المتوسط11 kV – 22 kV
الحمل (على 220V)التيار تقريبًا
لمبة LED 10W0.05 A = 50 mA
شاحن موبايل0.1 A
تلاجة0.7 A
مكواة5.5 A
سخان 2000W9 A
تيار يموّت الإنسانمن 30 mA بس!
لاحظ: 0.03 أمبير بس (30mA) عدّوا في القلب ممكن يوقّفوه. عشان كده قاطع التسريب بيفصل عند 30mA. الجهد العالي خطر لأنه يقدر يزق تيار كبير في جسمك.

6إزاي تقيس الجهد والتيار

+ A V أميتر: جوه السكة فولتميتر: على طرفين الحاجة
الفولتميتر على التوازي (على الطرفين)، والأميتر على التوالي (التيار يعدّي جواه).
أخطر غلطة: تحط الأميتر (أو العداد وهو على وضع الأمبير) على طرفين البريزة أو البطارية. مقاومته شبه صفر، فده قصر: الفيوز اللي جوه العداد يضرب، أو العداد يولّع في إيدك.

جاوب الـ 3 أسئلة دول صح عشان تتأكد إنك فاهم فين تحط العداد:

؟أسئلة الدرس

جاوب على 5 من 6 صح على الأقل عشان الدرس يتعلّم عليه.

الأرقام تقريبية للأجهزة الشائعة. الاتجاه الاصطلاحي (من + لـ −) هو المستخدم في الرسومات والكتب. تقدّمك بيتسجّل على الجهاز ده بس.