أهداف التعلم

• أن تعرّف التيار الكهربي وشدته ووحدة قياسها.
• أن تفرق بين الموصلات والعوازل.
• أن تعرّف فرق الجهد والمقاومة الكهربية.
• أن تطبق قانون أوم في حل مسائل بسيطة.
• أن تذكر طريقة توصيل الأميتر والفولتميتر في الدائرة.

شرح الدرس

الشحنة الكهربية

تتكون المادة من ذرات تحتوي بروتونات موجبة وإلكترونات سالبة. في الفلزات توجد إلكترونات حرة الحركة، وحركتها المنتظمة في اتجاه واحد هي ما نسميه التيار الكهربي. وحدة قياس الشحنة الكهربية هي الكولوم ($\mathrm{C}$).

التيار الكهربي وشدته

التيار الكهربي فيض من الشحنات الكهربية يسري في موصل. شدة التيار هي كمية الشحنة المارة في مقطع الموصل في الثانية الواحدة:

حيث $I$ شدة التيار بالأمبير ($\mathrm{A}$)، و$Q$ الشحنة بالكولوم، و$t$ الزمن بالثانية. الأمبير الواحد يعني مرور كولوم واحد كل ثانية.

• الموصلات: مواد تسمح بمرور التيار بسهولة، كالنحاس والألومنيوم.
• العوازل: مواد لا تسمح بمروره، كالبلاستيك والخشب الجاف والمطاط.

فرق الجهد الكهربي

لا تتحرك الشحنات في الدائرة إلا إذا وُجد مصدر كهربي (عمود جاف أو بطارية) يبذل شغلًا لدفعها. فرق الجهد بين نقطتين هو الشغل المبذول لنقل وحدة الشحنات بينهما، ووحدته الفولت ($\mathrm{V}$). يمكن تشبيهه بفرق الارتفاع الذي يجعل الماء يندفع في أنبوب.

المقاومة الكهربية

المقاومة هي الممانعة التي يلقاها التيار أثناء سريانه في الموصل، ووحدتها الأوم ($\Omega$). تزداد مقاومة السلك بزيادة طوله، وتقل بزيادة مساحة مقطعه، وتعتمد على نوع مادته.

قانون أوم

تتناسب شدة التيار المار في موصل تناسبًا طرديًا مع فرق الجهد بين طرفيه عند ثبوت درجة الحرارة:

أي أن مضاعفة فرق الجهد على المقاومة نفسها تضاعف شدة التيار.

أجهزة القياس

أسئلة للتدريب

1. عرّف الأمبير.
2. احسب الشحنة المارة في موصل يمر به تيار $2$ أمبير لمدة دقيقة.
3. ما مقاومة مصباح يمر فيه تيار $0.25$ أمبير عند فرق جهد $220$ فولت؟
4. لماذا تُغطى أسلاك الكهرباء بطبقة من البلاستيك؟
5. ارسم دائرة بسيطة توضح موضع كل من الأميتر والفولتميتر لقياس تيار مصباح وفرق الجهد بين طرفيه.