Amozeshelectronic.com

ولتاژ وجریان

هدف اصلی این نوشتاراین است که دانش الکترونیک را به گونه ای که برای همگان قابل فهم باشد عرضه کند زیرا اموختن این دانش سوای محاسبات و فرمولهای پیچیده ان بسیار اسان است.
جریان الکتریکی
حرکت الکترونها از یک نقطه به نقطه ای دیگر، جریان الکتریکی نامیده می شود و الکترونها ذرات بارداری هستند که در حالت معمولی در اتم و بدور هسته ان در حال گردش هستند. این ذرات می توانند با گرفتن انرژی از اتمی به اتم دیگر بروند؛ در واقع انها مثل پرندگانی هستند که اگر میله های قفسشان کمی باز شود از قفس فرار میکنند اما افسوس که سراسر این دنیا پر از قفس است و در کمترین زمان ممکن دو باره بدام می افتند.
این قفسها یا به زبان علم، اتمها گوناگون هستند و میتوانند بسته به نوعشان تعداد متفاوتی از الکترون را در خود جای دهند. الکترونها درون اتم در حال گردش هستند، اما درون این قفسها قفسهای کوچک دیگری اما از جنسی نرمتر قرار دارد که هر کدام میتواند تعداد مشخصی الکترون را در خود جای دهد.
الکترونها قفسهای درون اتم یا لایه های انرا بترتیب پر میکنند اگر لایه اخر که لایه ظرفیت نامیده میشود پر نشده باشد و برای الکترونهای دیگری جا باشد ان اتمها با اشتراک الکترونها شبکه های مولکولی ان اتمها را می سازند و اگر باز الکترون ازاد وبه اشتراک گذاشته نشده باقی مانده باشد ان الکترونها می توانند بسادگی از اتمی به اتم دیگر منتقل شوند، مواد تشکیل یافته از این اتمها را هادی مینامند.
پس اگر ما بتوانیم بوسیله ای به یک نقطه از هادی الکترون اظافه کنیم و واز نقطه ای دیگر کم کنیم الکترونها از منطقه ای که در ان زیاد هستند به منطقه ای که کمتر هستند حرکت می کنند درست مانند ادمهایی که در یک اطاق کوچک بهم فشرده شده اند و در صورت باز شدن فظای جدید سعی میکنند از هم فاصله بگیرند.
اما براستی حرکت الکترونها و جریان الکترونی چرا برای ما تا این اندازه مهم است؟ حرکت الکترونها در اجسام هادی میتواند تغیراتی ایجاد کند که برای ما سودمند باشد این تغیرات را میتوان اینطور دسته بندی کرد:
۱-عبور الکترونها در اجسام گرما ایجاد میکند و هر چه مقاومت انها بیشترباشد گرمای ایجاد شده هم بیشتر است؛ مو خشک کن های برقی و اجاقهای الکتریکی اینگونه گرم میشوند.
۲-اگر دمای ایجاد شده در این اجسام زیاد باشد نوراز انها منتشر میشود مانند: لامپهای روشنایی.
۳-عبور الکترونها از هادی ها سبب تشکیل حلقه های الکترومقناطیسی بدور انها میشود که با ان میتوان کار مکانیکی انجام داد؛ مثلا موتورهای الکتریکی و بلندگوها با این انرژی کار میکنند.
۴-انتشار امواج رادیویی و گرفتن انها توسط گیرندههای رادیویی یکی دیگر کارهایی است که میتوان با بحرکت در اوردن الکترونها انرا انجام داد.
اما اگر حرکت الکترونها کنترل نشده و سامان نیافته باشد، نه تنها سودمند نخواهد بود بلکه اسیب رسان هم خواهد بود مانند سیل که خرابیهای زیادی به بار میاورد در صورتیکه با سد کنترل شود بسیار سودمند خواهد بود.نیمی از قطعات الکترونیکی برای این منظور طراحی و ساخته شده اند و نیمی دیگر در رابطه با مدارات منطقی(لاجیک) و حافظه و هوش مصنوعی ساخته شده اند.
مقاومتها خازنها یکسو کنندهها ترانزیستورها و مدارات مجتمع مثالهایی برای دسته اول و شمارندهها و شیفت رجیسترها و چیپهای حافظه مثالهایی برای دسته دوم هستند.
اختلاف بین تعداد الکترونها در دو نقطه متفاوت که سبب حرکت انها میشود را اختلاف پتانسیل مینامند و واحد ان بپاس خدمات ولتا و به خاطر اختراع پیل الکتریکی ولت نامیده میشود.

اموزش دهندگان دانش الکترونیک برای ساده تر کردن فهم مفاهیم این دانش از شبیه سازی جریان الکترونیکی با جریان اب استفاده کرده اند که من هم انرا سودمند میدانم

به شکل ۱- توجه کنید:

ولتاژ و جریان

دو مخزن اب که یکی پر ودیگری خالی است با لوله بهم وصل شده اند اب از مخزن بالایی که پر است به مخزن خالی که پایین تر قرار دارد میریزد و عامل ان جاذبه زمین است، مخزن پر هر اندازه بالاتر باشد به همان اندازه هم شدت ابی که از ان به مخزن خالی میریزد بیشتر خواهد بود ؛ همچنین هر اندازه قطر لوله بزرگتر باشد شدت جریان هم بیشتر خواهد

بود؛ در واقع این مسئله را میتوان با یک معادله نشان داد:
شدت جریان=ارتفاع مخزن قطر لوله
شدت جریان عبور الکترونها از نقطهای به نقطه دیگر تحت تاثیر فراوانی الکترون در هر یک از ان نقاط از یک طرف و میزان هدایت بین ان دو نقطه است.
واحد شدت جریان بپاس احترام به امپر، فیزیکدان و ریاضیدان فرانسوی که خدمات مهمی به دانش الکترونیک کرده وهمچنین پدر علم الکترو دینامیک است امپر نامیده میشود. مقاومت یک جسم نیز که در شدت جریان موثر است اهم نامیده میشود بر گرفته از نام اهم فیزیکدان المانی که در رابطه با ولتاژ و شدت جریان و مقاومت اجسام در برابر جریان الکتریکی تحقیقات بسیاری کرده و خدمات با ارزشی در این زمینه داشته است.
اگر بخواهیم در رابطه با معادله مربوط به شدت جریان اب، معادله ای در باره شدت جریان الکترونها بنویسیم به این شکل است:

 اختلاف پتانسیل بین دو نقطه%مقاومت بین آندو نقطه=شدت جریان

600px-Ohm's_Law_Pie_chart.svg (1)

در شکل بالا تمام معادلات مربوط به شدت جریان،ولتاژو مقاومت بین دو نقطه نشان داده شده است،

شدت جریان=I
=ولتاژE
=مقاومتR
توان یا وات =P
بطور عملی اگر از مقاومت یک اهمی یک امپر عبور کند اختلاف پتانسیل دو سر ان یک ولت است

مقاومت

پاسخ دهید