منو
 صفحه های تصادفی
آجیل
چگونه آتش سیگار کاغذ را نمی سوزاند؟
حقیقت رابطه دنیا و آخرت
عملیات فتح المبین
ترک سیگار
عملیات روی بردارها
جرم جسم
قانون اول نیوتن(المپیاد)
سفره ماهی مانتا
انقلاب تکنولوژیک
 کاربر Online
835 کاربر online
تاریخچه ی: جریان الکتریکی

V{maketoc}

!جریان (الکتریسته)

||
جریان الکتریکی در ((الکتریسته)) ، جریان سرعت عبور الکترونها در یک سیم مسی یا ((جسم رسانا)) است. جریان قراردادی در تاریخ علم الکتریسته ابتدا به صورت عبور ((بار الکتریکی|بارهای مثبت)) تعریف شد. هرچند امروزه می‌دانیم که در صورت داشتن رسانای فلزی ، جریان الکتریسته ناشی از عبور بارهای منفی ، ((الکترون)) ، در جهت مخالف است. علیرغم این درک اشتباه ، کماکان تعریف قراردادی جریان تغییری نکرده است. نمادی که عموما برای نشان دادن جریان الکتریکی (میزان باری که در ثانیه از مقطع هادی عبور می کند) در مدار بکار می‌رود، I است.
||
!مقدمه
در یک هادی عایق شده مانند قطعه‌ای سیم مسی ، ((الکترون آزاد|الکترونهای آزاد)) شبیه مولکولهای گازی که در ظرفی محبوس شده‌اند، ((حرکت کاتوره‌ای|حرکات کاتوره‌ای)) انجام می‌دهند و مجموعه حرکات آنها در طول سیم هیچ گونه جهت مشخصی ندارد. تعداد الکترونهایی که به چپ حرکت می‌کنند با تعداد الکترونهایی که به راست حرکت می‌کنند، یکی است و برآیند آنها صفر می‌باشد. ولی اگر دو سر سیم را به ((باتری)) وصل کنیم، این برآیند دیگر صفر نیست.
!تاریخچه
تاریخ الکتریسیته به 600 سال قبل از میلاد می‌رسد. در داستانهای میلتوس (Miletus) می‌خوانیم که یک ((کهربا)) در اثر مالش کاه را جذب می‌کند. مغناطیس از موقعی شناخته شد که مشاهده گردید، بعضی از سنگها مثل مگنیتیت ، آهن را می‌ربایند. الکتریسیته و مغناطیس ، در ابتدا جداگانه توسعه پیدا کردند، تا این که در سال 1825 ((اورستد)) (Orested) رابطه‌ای بین آنها مشاهده کرد. بدین ترتیب اگر جریانی از سیم بگذرد می‌تواند یک ((جسم مغناطیسی)) را تحت تاثیر قرار دهد. بعدها ((فاراده)) کشف کرد که الکتریسیته و مغناطیس جدا از هم نیستند و در ((الکترومغناطیس|مبحث الکترومغناطیس)) قرار می‌گیرد.
!مشخصات جریان الکتریکی
از نظر تاریخی نماد جریانI ، از کلمه آلمانی ''Intensit'' که به معنی شدت است، گرفته شده است. واحد جریان الکتریکی در ((دستگاه SI)) ، آمپر است. به همین علت بعضی اوقات جریان الکتریکی بطور غیر رسمی و به دلیل همانندی با واژه ((ولتاژ)) ، آمپراژ خوانده می‌شود. اما مهندسین از این گونه استفاده ناشیانه ، ناراضی هستند.
!آیا شدت جریان در نقاط مختلف هادی متفاوت است؟
شدت جریان در هر سطح مقطع از هادی مقدار ثابتی است و بستگی به مساحت مقطع ندارد. مانند این که مقدار آبی که در هر سطح مقطع از لوله عبور می‌کند، همواره در واحد زمان همه جا مساوی است، حتی اگر سطح مقطعها مختلف باشد. ثابت بودن جریان الکتریسیته از این امر ناشی می‌شود که ((بار الکتریکی)) در هادی حفظ می‌شود. در هیچ نقطه‌ای بار الکتریکی نمی‌تواند روی هم متراکم شود و یا از هادی بیرون ریخته شود. به عبارت دیگر در هادی چشمه یا چاهی برای بار الکتریکی وجود ندارد.
!سرعت رانش
((میدان الکتریکی)) که بر روی الکترونهای هادی اثر می‌کند، هیچ گونه شتاب برآیندی ایجاد نمی‌کند. چون ((الکترون|الکترونها)) پیوسته با یونهای هادی برخورد می‌کنند. لذا انرژی حاصل از شتاب الکترونها به انرژی نوسانی شبکه تبدیل می‌شود و الکترونها سرعت جریان متوسط ثابتی (سرعت رانش) در راستای خلاف جهت میدان الکتریکی بدست می‌آورند.
!چگالی جریان الکتریکی
جریان I یک مشخصه برای اجسام رسانا است و مانند ((جرم)) ، ((حجم)) و... یک کمیت کلی محسوب می‌شود. در حالی که کمیت ویژه‌ دانستیه یا ((چگالی جریان)) j است که یک ((کمیت برداری)) است و همواره منسوب به یک نقطه از هادی می‌باشد. در صورتی که جریان الکتریسیته در سطح مقطع یک هادی بطور یکنواخت جاری باشد، چگالی جریان برای تمام نقاط این مقطع برابر __j=I/A__ است. در این رابطه A مساحت سطح مقطع است. بردار j در هر نقطه به طرفی که بار الکتریکی مثبت در آن نقطه حرکت می‌کند، متوجه است و بدین ترتیب یک الکترون در آن نقطه در جهت j حرکت خواهد کرد.
!اشکال مختلف جریان الکتریکی
در هادیهای فلزی ، مانند سیمها ، جریان ناشی از عبور الکترونها است، اما این امر در مورد اکثر هادیهای غیر فلزی صادق نیست. جریان الکتریکی در ((الکترولیت|الکترولیتها)) ، عبور اتمهای باردار شده به صورت الکتریکی (یونها) است، که در هر دو نوع مثبت و منفی وجود دارند. برای مثال، یک ((پیل الکتروشیمیایی)) ممکن است با آب نمک (یک محلول از ((کلرید سدیم))) در یک طرف غشا و آب خالص در طرف دیگر ساخته شود. غشا به یونهای مثبت سدیم اجازه عبور می‌دهد، اما به یونهای منفی کلر این اجازه را نمی‌دهد. بنابراین یک جریان خالص ایجاد می‌شود.

جریان الکتریکی در ((پلاسما)) عبور الکترونها ، مانند یونهای مثبت و منفی است. در آب یخ زده و در برخی از الکترولیتهای جامد ، عبور ((پروتون|پروتونها)) ، جریان الکتریکی را ایجاد می‌کند. نمونه‌هایی هم وجود دارد که علیرغم اینکه در آنها ، الکترونها بارهایی هستند که از نظر فیزیکی حرکت می‌کنند، اما تصور جریان مانند 'حفره‌های (نقاطی که برای خنثی شدن از نظر الکتریکی نیاز به یک الکترون دارند) مثبت متحرک ، قابل فهم تر است. این شرایطی است که در یک ((نیم هادی نوع p)) وجود دارد.
!اندازه گیری جریان الکتریکی
جریان الکتریکی را می‌توان مستقیما توسط یک ((گالوانومتر)) اندازه گیری کرد. اما این روش نیاز به قطع مدار دارد که گاهی مشکل است. جریان را می‌توان بدون قطع مدار و توسط اندازه گیری ((میدان مغناطیسی)) که جریان تولید می‌کند، محاسبه کرد. ابزارهای مورد نیاز برای این کار شامل سنسورهای اثر هال ، کلمپ گیره‌های جریان و سیم پیچهای روگووسکی است.
!مقاومت الکتریکی
اگر ((اختلاف پتانسیل)) معینی را یک بار به دو انتهای سیم مسی و بار دیگر به دو انتهای میله چوبی وصل کنیم، شدت جریانهای حاصل در هر لحظه با هم اختلاف زیادی خواهند داشت. خاصیتی از هادی را که اختلاف مزبور را باعث می‌شود، ((مقاومت الکتریکی)) گویند، که آن را با R نشان می‌دهند و مقدار آن برابر R=V/I است که در آن V اختلاف پتانسیل بین دو سر سیم و I جریان الکتریکی است. واحد مقاومت الکتریکی اهم یا ولت بر آمپر می‌باشد.
!توان الکتریکی
یک ((مدار الکتریکی)) را در نظر می‌گیریم که حامل جریان I و ولتاژ V بوده و یک مقاومت Rدر آن قرار دارد. بار الکتریکی dq موقع عبور از مقاومت به اندازه Vdq ، از ((انرژی پتانسیل الکتریکی)) خود را از دست می‌دهد. طبق ((قانون بقای انرژی)) ، این ((انرژی)) در مقاومت به صورت دیگری ، مثلا گرما ظاهر می‌شود. گر در مدت زمان dt ، انرژی du حاصل شود، در این صورت داریم :
::__P=du/dt__::
در این رابطه P ، ((توان الکتریکی)) است که دارای واحد وات می‌باشد. برای یک مقاومت می‌توان توان را به صورت زیر __P=RI2__ نوشت.
!مباحث مرتبط با عنوان
*((الکترون))
*((اختلاف پتانسیل))
*((انرژی الکتریکی))
*((بار الکتریکی))
*((توان الکتریکی))
*((چگالی جریان))
*((قانون اهم))
*((قانون بقای بار الکتریکی))
*((گالوانومتر))
*(مدار الکتریکی))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 شنبه 19 فروردین 1385 [07:14 ]   8   مجید آقاپور      جاری 
 سه شنبه 20 اردیبهشت 1384 [15:14 ]   7   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 20 اردیبهشت 1384 [15:07 ]   6   حسین خادم      v  c  d  s 
 شنبه 24 بهمن 1383 [06:02 ]   5   نفیسه ناجی      v  c  d  s 
 سه شنبه 24 آذر 1383 [20:24 ]   4   حمید حسن نیا      v  c  d  s 
 دوشنبه 02 آذر 1383 [21:50 ]   3   حمید حسن نیا      v  c  d  s 
 دوشنبه 02 آذر 1383 [21:43 ]   2   حمید حسن نیا      v  c  d  s 
 سه شنبه 07 مهر 1383 [15:42 ]   1   حمید حسن نیا      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..