من أين تأتي الشحنات المتحركة؟

• تعلمت أن الفلزات مثل النحاس والألومنيوم جيدة التوصيل للكهرباء لأن ذراتها تميل إلى فقد بعض إلكتروناتها فتصبح إلكترونات حرة، وهي شحنات كهربية تتحرك داخل الفلز.
• تتحرك هذه الإلكترونات الحرة حركة عشوائية في كل الاتجاهات داخل السلك، فلا يمر عبره تيار كهربي صافٍ.

• لنقارن بين الدراجة والدائرة الكهربية عند تحريك البدال تتحرك أجزاء السلسلة معًا وبالمعدل نفسه، وإذا وُضع ما يعوق السلسلة قلّت سرعتها.
• وفي الدائرة الكهربية يشبه العمود الكهربي (المصدر) قدمَ راكب الدراجة؛
• فهو يدفع الإلكترونات الحرة في اتجاه واحد عبر الدائرة، وتشبه الأسلاك السلسلة (المسار)، ويشبه ما يعيق السلسلة المقاومة الكهربية.
• التيار الكهربي تدفق الشحنات الكهربية خلال المادة الموصلة.
• شرطا مرور التيار في دائرة:

1. وجود مصدر كهربي (عمود أو بطارية) يدفع الشحنات.
2. أن تكون الدائرة مغلقة (مسار مغلق للشحنات) تتصل فيها الأجزاء بأسلاك موصلة.

• تخيل أنك تراقب سيارات تعبر خطًا في مضمار سباق في الدورة الأولى عبرت 10 سيارات الخط خلال دقيقة، وفي الثانية عبرت 5 سيارات فقط.
• معدل المرور أعلى في الدورة الأولى.

حركة الشحنات في السلك تشبه ذلك؛

• وما يقابل "عدد السيارات في وحدة الزمن" هو شدة التيار.
• شدة التيار الكهربي كمية الشحنة الكهربية التي تمر خلال مقطع الموصل في الثانية الواحدة.
• إذا مرت شحنة (Q) كولوم خلال مقطع الموصل في زمن (t) ثانية:

I = Q / t

✍️ أمثلة محلولة

• مثال محلول (1) مرت شحنة مقدارها 30 كولوم خلال مقطع سلك في 10 ثوانٍ.
• احسب شدة التيار.
• الحل

  I = Q / t = 30 ÷ 10 =3 A

  .
• مثال محلول (2) تيار شدته 0.5 A يسري في سلك لمدة دقيقتين.
• كم كولوم مرّ خلال مقطعه؟
• الحل

  t = 2 × 60 = 120 s

  ؛

• Q = I × t = 0.5 × 120 =60 C

  .
• مثال محلول (3) مر خلال مصباح شحنة 90 C فاستغرقت 3 دقائق.
• احسب شدة التيار.
• الحل t = 180 s ؛

• I = 90 ÷ 180 =0.5 A

  .