شدت جریان الکتریکی چه نوع کمیتی است

شدت جریان الکتریکی چه نوع کمیتی است را از سایت پست روزانه دریافت کنید.

جریان الکتریکی

جریان الکتریکی

به صورت نرخ تغییر بار الکتریکی نسبت به زمان تعریف شده و با نماد I نشان داده می‌شود. این رابطه را با مشتقات جزیی (کلی‌ترین حالت) به صورت زیر نشان می‌دهیم:

در این رابطه، جریان می‌تواند نسبت به زمان تغییر کند. جریان الکتریکی برای تعریف شدن (یا اندازه گیری) باید از سطح معینی عبور کند (مثلاً از سطح مقطع یک رسانا) از این رو تابعی نقطه‌ای به شمار می‌آید. مقدارهای لحظه‌ای، متوسط و موثر برای جریان الکتریکی تعریف شده و به صورت ساده شده‌ای در سیم‌های رسانا قابل محاسبه‌اند.

جهت قراردادی جریان از ابتدا در جهت عبور بارهای مثبت تعریف شده است. هرچند می‌دانیم که در صورت داشتن رسانای فلزی، جریان الکتریسته، ناشی از عبور بارهای منفی، یعنی الکترون‌ها، (در خلاف جهت جریان) است.

از نظر تاریخی نماد جریان I، از واژه آلمانی Intensität 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.

شدت جریان الکتریکی

مقدار بار الکتریکی خالصی است که در واحد زمان از سطح مقطع خاصی از رسانا عبور می‌کند. شدت جریان در فرمول‌ها معمولاً با نماد I نمایش داده می‌شود.

شدت جریان یک کمیت اسکالر(نرده‌ای) است زیرا از قوانین جمع برداری تبعیت نمی‌کند. (مثلاً در قوانین کیرشهف برای حلقه‌ها (KCL) زاویهٔ سیم‌ها نسبت به گره هیچ تأثیری در جواب مسئله ندارد.)

اگر بار خالص dq در بازهٔ زمانی dt از سطحی بگذرد، می‌گوییم جریان i در مدار برقرار شده‌است و داریم:

یکای شدت جریان در سیستم SI، آمپر (A) است. اگر یک کولن بار در مدت یک ثانیه از سطح مقطع یک جسم رسانا بگذرد، جریان یک آمپر از آن عبور کرده است.

شدت جریان در نقاط گوناگون یک رسانا

شدت جریان در هر سطح مقطع از رسانا 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 رسانا بیرون ریخته شود. به عبارت دیگر در هادی چشمه یا چاهی برای بار الکتریکی وجود ندارد.

سرعت رانش

اشکال مختلف جریان الکتریکی

در رساناهای فلزی، مانند سیم‌ها، جریان ناشی از عبور الکترون‌ها است، اما این امر در مورد اکثر رساناهای غیرفلزی صادق نیست. جریان الکتریکی در 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 (محلولی 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.

اندازه‌گیری جریان الکتریکی

شدت جریان الکتریکی را می‌توان مستقیماً با گالوانومتر اندازه‌گیری کرد. اما این روش نیاز به قطع مدار دارد که گاهی مشکل یا نامطلوب است. جریان را می‌توان بدون قطع مدار و با اندازه گیری میدان مغناطیسی که جریان تولید می‌کند، محاسبه کرد. ابزارهای مورد نیاز برای این کار شامل حسگرهای اثر هال، کلمپ گیره‌های جریان و سیم پیچهای روگووسکی است.

چگالی جریان

جریان I مشخصه هر رسانای بخصوصی است و این جریان یک کمیت ماکروسکوپی مانند جرم یا حجم جسم است. کمیت میکروسکوپی مربوط، چگالی جریان J است. J یک کمیت برداری است و بیشتر مشخصه نقطه‌ای در داخل رسانا است تا تمامی آن. هر گاه جریان در سرتاسر رسانایی با سطح مقطع A به طور یکنواخت توزیع شده باشد، بزرگی چگالی جریان برای تمام نقاط واقع بر روی مقطع عبارت است از: J = I/A. چگالی جریان الکتریکی توسط قانون اهم به میدان الکتریکی مربوط می‌شود:

منبع مطلب : yousefmahmodi.blogfa.com

مدیر محترم سایت yousefmahmodi.blogfa.com لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

جریان الکتریکی

جریان الکتریکی به جاری شدن بار الکتریکی گفته می‌شود.^[۱] به معنای دیگر جریان الکتریکی به صورت نرخ تغییر بار الکتریکی نسبت به زمان تعریف شده که با نماد I نشان داده می‌شود. در یک مدار الکتریکی، بار الکتریکی را، اغلب، الکترون‌ها حمل می‌کنند. همچنین یون‌ها در الکترولیت نیز می‌توانند بار الکتریکی حمل کنند. در پلاسما، یون و الکترون، هر دو، بار الکتریکی حمل می‌کنند.^[۲]

در دستگاه بین‌المللی یکاها، واحد جریان الکتریکی، آمپر است. یک آمپر، برابر با گذر یک کولن بار الکتریکی در یک ثانیه از یک سطح است. جریان الکتریکی را با آمپرمتر اندازه‌ می‌گیرند.^[۳]

جریان الکتریکی سبب گرمایش مقاومتی می‌شود؛ که مثلاً به صورت نور در لامپ‌های رشته‌ای پدیدار می‌شود. جریان‌ الکتریکی همچنین میدان مغناطیسی تولید می‌کند که از آن در موتورهای القایی، ژنراتورها و موارد بسیار دیگر استفاده می‌شود. در جریان الکتریکی، ذراتی که بار الکتریکی را حمل می‌کنند، حامل بار نامیده می‌شوند. از آنجا که در فلزات، الکترون‌ها با یک یا چند الکترون دیگر در هر اتم، پیوند ضعیفی دارند، می‌توانند داخل فلز آزادانه حرکت کنند.

در یک مدار الکتریکی ساده، باتری به هر الکترونی که از خود عبور می‌دهد به اندازه اختلاف پتانسیل دو سر خود، انرژی می‌دهد. الکترون‌ها در حرکتند اما اتم‌های رسانا نوساناتی دارند و در برابر حرکت الکترون‌ها، مقاومت می‌کنند و الکترون‌ها مقداری از انرژی خود را از دست می‌دهند. این انرژی به صورت گرما هدر می‌رود.

منابع[ویرایش]

منبع مطلب : fa.wikipedia.org

مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.

جواب کاربران در نظرات پایین سایت

مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.