صفحه رسمی مای درس

اطلاع از آخرین تغییرات، جوایز و مسابقات مای درس
دنبال کردن

مدارهای الکتريکی

پاسخ تایید شده
4 هفته قبل
0
[شاه کلید مای درس] | مدارهای الکتريکی
bookmark_border یازدهم ریاضی
book فیزیک (2) رشته ریاضی
bookmarks فصل 2 : جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم
4 هفته قبل
0

مدارهای الکتريکی

جريان الکتريکی

ناشی از شارش بارهای متحرک است به عبارت ديگر، عبور بارهای الکتريکی از يک رسانا را جريان الکتريکی گويند.

جهت جريان الکتريکی

جهت حرکت بارهای مثبت، يعنی در خلاف جهت الکترون ها را جهت جريان الکتريکی گويند. (جريان الکتريکی هم جهت با E است.) بنا به قرارداد جهت جريان از قطب مثبت به طرف قطب منفی است.

عامل برقراری جريان، اختلاف پتانسيلی است که در دو سر رسانا اعمال می شود و وسايل توليد اين اختلاف پتانسيل، پيله ای شيميايی، ژنراتورها و . . . هستند.

سرعت سوق

سرعت متوسط شارش الکترون ها در يک رسانا، با اعمال ميدان الکتريکی را که به کُندی حرکت يک حلزون (يعني کمتر از \(1\frac{{mm}}{s}\)  ( در خلاف جهت ميدان می باشد، را سرعت سوق می ناميم. اين سرعت باعث ايجاد جريان الکتريکی در يک رسانا می شود.

جريان الکتريکی متوسط

مقدار باری که در واحد زمان از مقطع مداری می گذرد، جريان الکتريکی ناميده می شود و واحد آن آمپر است.

\(I = \frac{{\Delta q}}{{\Delta t}}\)

اگر در تمام بازه های زمانی جهت جريان با زمان تغيير نکند و مقدار جريان ثابت باشد، جريان را مستقيم می نامند، در اين حالت جريان لحظه ای با جريان متوسط برابر است و داريم:

\(I = \frac{q}{t} \to q = It\)

در دستگاه SI، جریان (]) بر حسب آمپر (A)، بار الکتریکی (q) بر حسب کولن (C) و زمان (t) بر حسب ثانیه (s) می باشد.

اگر (I) بر حسب آمپر (A)، و زمان (t) بر حسب ساعت (h) باشد، بار الکتریکی (q) بر حسب آمپر ساعت (Ah) بيان می شود. هر چه آمپر- ساعت يک باتری بيشتر باشد، حداکثر باری که می تواند از مدار عبور دهد تا به طور ايمن تخيله شود، بيشتر است.

\(1Ah = 3600As = 3600C\)

 

مدار الکتريکی

برای آنکه جريانی برقرار شود، بار الکتريکی به يک مسير بسته نياز دارد تا در آن شارش کند. مسير بسته ای که بارهای الکتريکی در آن حرکت می کنند، مدار الکتريکی ناميده می شود. مدار الکتريکی شامل رساناهای فلزی (سيم يا لامپ)، منبع تامين انرژی الکتريکی (باتری- پيل يا منبع تغذيه) کليد قطع و وصل، وسيله های اندازه گيری اختلاف پتانسيل، شدت جريان و مقاومت الکتريکی (ولت سنج، آمپر سنج و اهم متر يا آوومتر) است. شکل ساده ی مدار الکتريکی در زير رسم شده است.

طريقه قرار گرفتن ولت سنج و آمپرسنج در مدار الکتريکی

ولت سنج، وسيله اندازه گيری اختلاف پتاسيل الکتريکی است که به طور موازی در مدار قرار می گيرد و مقاومت آن بسيار زياد می باشد، چون از ولت سنج بايد جريان کمی بگذرد تا ولت سنج اختلاف پتانسيل وسيله مورد نظر را اندازه بگيرد. اگر ولت سنج به صورت متوالی در مدار قرار گيرد، به علت مقاومت زيادی که دارد؛ مانع عبور جريان می شود و جريان شاخه ای از مدار که ولت سنج در آن قرار گرفته است، صفر می شود.

آمپرسنج وسيله اندازه گيری جريان است که بطور سری (متوالی) در مدار قرار می گيرد و مقاومت آن بسيار ناچيز است. زيرا درحد امکان بايد تمام جريان از آمپرسنج بگذرد، تا آمپرسنج جريان آن مصرف کننده را اندازه گيری کند. اگر آمپرسنج به صورت موازی در مدار قرارگيرد، در مدار اتصال کوتاه می شود و آمپرسنج نيز آسيب می بيند.

 

مقاومت الکتريکی (R)

هنگامی که اختلاف پتانسيلی در دو سر سيم ايجاد شود و باعث حرکت الکترون های آزاد در سيم مدار شود، اين الکترون ها با اتم های رسانا که در حال نوسان اند؛ برخورد می کنند و اين موضوع باعث گرم شدن رسانا می شود. در واقع هر رسانايی در برابر عبور الکترون های آزاد (جريان الکتريکی) از خود مقاومتی نشان می دهد که معمولا به صورت گرما در اجزای مدار الکتريکی ظاهر می شود و اصطلاحاً می گوييم، رسانا دارای مقاومت الکتريکی است


سایر مباحث این فصل