التيار الكهربائي: تعريفه واتجاه سريانه

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

التيار الكهربائي الفيزياء

 يتكون التيار الكهربائي من سريان الإلكترونات ويُقاس بوحدة الأمبير. للمواد غير المعدنية، مثل اللدائن أو الزجاج، يحتاج إطلاق الإلكترونات وحملها الشحنة الكهربائية إلى تطبيق فرق جهد عالٍ جدا.

لكن تطبيق فرق جهد، حتى وإن كان صغيرا، بين طرفي مادة معدنية يسبب سريان التيار الكهربائي – يُسمى فرق الجهد عادة بالفولتية. ولذلك فإن غالبية المعادن موصلات جيدة للكهرباء 1.

سريان التيار الكهربائي

اكتشف العلماء قبيل بداية القرن العشرين الدور المفصلي الذي تلعبه الإلكترونات في الكهرباء، واحتاجوا إلى الاتفاق على اتجاه لسريان التيار الكهربائي فاصطلحوا على اعتبار أن التيار يسري من الشحنات الموجبة إلى الشحنات السالبة.

لكن الحقيقة أن الإلكترونات تسري في الدارات الكهربائية عكس المسار المصطلح عليه، أي من السالب إلى الموجب، لكن الاتجاه الاصطلاحي للتيار الكهربائي بقى معنا حتى اليوم.

عند فقد الذرة أو الجزيء إلكتروناً (أو إلكتروناتٍ) تصبح الذرة أو الجزيء مشحونة بشحنة موجبة وتُسمى أيونا (موجباً في هذه الحالة). يمكن للأيونات أيضا أن توصل التيار الكهربائي.

لا تتساوى المعادن في مقدرتها على توصيل الكهرباء، إذ يعتمد ذلك على توافر الإلكترونات الناقلة للتيار الكهربائي. تشمل قائمة أفضل الموصلات للكهرباء الألمنيوم والنحاس والذهب والفضة.

ونظراً لأن الألمنيوم والنحاس أقل تكلفة من الذهب والفضة شاع استخدامهما (الألمنيوم والنحاس) في تصنيع الأسلاك والكوابل الناقلة للتيار الكهربائي.

المترجم

1. المترجم: تعريف التيار الكهربائي تعريف جزئي، إذ يمكن أن تشكل الأيونات السالبة والموجبة تياراً كهربائياً، كما هو الحال في المحاليل، كما أن انتقال الفجوات في المواد شبه الموصلة هو تيار كهربائي أيضا.