التيار المستمرّ: تعريفه وطبيعته

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يستخدم المهندسون تعبير تيار مستمرّ (DC) (Direct Current) لوصف تدفّق حوامل الشحنات في اتجاه ثابت، وحامل الشحنة هو كيان أو جسيم ذو شحنة كهربائية محدّدة ومعلومة.

وأكثر حوامل الشحنات رواجاً هو الإلكترون وهو عبارة عن جسيم أصغر من الذرّة. تتحرك الإلكترونات من ذرّة إلى أخرى في المواد التي تسمّى النواقل الكهربائية، وفي الكون المعروف، يحمل كلّ إلكترون نفس كمية الشحنة في أي إلكترون آخر: وحدة الشحنة العنصرية السالبة (Negative Elementary Charge Unit) (-1 ECU).

 

طبيعة التيار المستمرّ

يوضح الشكل 1-1 أربعة منحنيات بسيطة لتيار كهربائي بدلالة الزمن.

وتصف المنحنيات في أ و ب و ت التيار المستمرّ، لأنّ التيار يتّجه دائماً في نفس الاتجاه بالرغم من أن السعة (الشدّة) لا تبقى ثابتة بالضرورة، أمّا التمثيل في الشكل ث، فإنّه لا يمثِّل تياراً مستمرّاً لأنّ التيار لا يتّجه دوماً في نفس الاتجاه.

 

ما هو التيار؟

يقيس التيار الكهربائي وتيرة تدفّق حوامل الشحنة نحو أو من أو عند نقطة محدّدة من دارة كهربائية، ويعتبر الأمبير الوحدة المعيارية للتيار ويرمز المهندسون إليها بالرمز (A).

وعندما تعاين تياراً قدره 1 أمبير 1 A في نقطة ما، فإنّك تشاهد حركة 1 كولوم(Coulomb)  (6.24 x 10¹⁸) من حوامل الشحنة التي تمرّ من تلك النقطة كل ثانية.

إذا رغبت عموماً في تحديد التيار باستعمال وحدات أصغر من الأمبير، يمكنك استعمال الملّي أمبير الذي يرمز له بـ (mA) حيث

وستقرأ أو تسمع أيضاً في بعض الأحيان عن الميكرو أمبير (Microamperes)  حيث

 

خلال فترة وجيزة، ستصادف النانو أمبير (Nanoamperes) (nA) حيث

إنّ مرور تيار من عدد قليل من الملّي أمبير (Milliamperes) في جسمك سيعرّضك لصدمة كهربائية مهمّة، وإن 50 ملّي أمبير ستهزّك بعنف، أمّا 100 ملّي أمبير، فيمكن أن تقتلك إذا عبرت مساراً يمرّ من قلبك.

في بعض الدارات، تمرّ تيارات كبيرة جداً. تخيّل عارضة سميكة صلبة من النحاس مباشرة بين المخارج الطرفية لمولّد كهربائي يمكنه تمرير عدد كبير من الإلكترونات كلّ ثانية عبر العارضة وهذا ما يمثّل تياراً يمكن أن يتجاوز 100 أمبير، وفي دارات أخرى، يكون تدفّق التيار أصغر بقليل.

ففي رقاقة المعالج الدقيق للحاسوب، يكفي عدد قليل من النانو أمبير لتنفيذ عمليات إلكترونية سريعة ومعقّدة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]