الکتریسته electricity

در این صفحه می خوانید:الکتریسته چیست_هادی ها_عایق ها_نیمه هادی ها_روش های تولید الکتریسته_انواع جریان الکتریکی_فرق فاز ونول بامثبت ومنفی_مدار ها

الکتریسته چیست؟ عناصر از اجزاء کوچکی بنام اتم تشکیل شده اند.اتم کوچکترین جزءیک عنصر است که خواص آن عنصر را داراست.اتم ها از دو قسمت کلی هسته ومدارات(لایه ها ) تشکیل شده اند.هسته که از پروتون ونوترون تشکیل شده است دارای بار مثبت والکترون ها بار منفی دارند بنابراین اتم ها درحالت عادی خنثی می باشند.روش توزیع الکترون ها در مدارهای خارجی میزان ثبات الکتریکی اتم را تعیین می کند آخرین لایه یا مدار الکتریکی لایه ظرفیت (لایه والانس) نامیده می شود. برای ثبات الکتریکی اتم آخرین مدار نیازمند هشت الکترون است.(به استثنای اتمی که فقط یک مدار داردوحد اکثر دارای دو الکترون است ).هر چه لایه ولانس عنصری دارای تعداد کمتری الکترون باشد از ثبات کمتری بر خور دار است والکترون ها می توانند آزادانه حرکت کنند .وقتی مثلا در یک سیم مسی  تعداد زیادی اتم بطور فشرده در کنار هم قرار دارند الکترون آخرین مدار می تواند از اتمی به اتم دیگر برود اگر سیم را به دو انتهای یک باطری وصل نماییم الکترون های انباشته شده در قطب منفی باطری از طریق حرکت وجابجایی با پروتون های انباشته در قطب مثبت موازنه می گردد.بنابراین چنین می توان گفت که جریان الکتریسته همان جریان الکترون ها در مسیر مشخص است.

هادی ها_ وقتی در جسمی الکترون ها بتوانند به آسانی از یک اتم به اتم دیگری منتقل شوند این جسم را هادی می نامند.هادی ها در آخرین لایه خود کمتر از 4 الکترون دارند وبه خوبی می توانند جریان الکتریکی را از خود عبور دهند .تمامی فلزات هادی می باشند نقره،مس ،طلا، آلومینیم وآهن جزء هادی های خوب محسوب می شوند که به ترتیب نقره در درجه اول وآهن در مرتبه آخر از نظر هدایت الکریکی قرار دارند

عایق ها_در لایه والانس اتم این اجسام بیشتر از 4 الکترون وجود دارد والکترون ها تمایل زیادی به ماندن در مدار خود را دارند.بنابراین برق را از خود عبور نمی دهند .شیشه ،پلاستیک ،لاستیک،هوا،میکاوکاغذ جزء اجسام عایقند که به دی الکتریک معروفند

نیمه هادی ها_ کربن ،سیلیکون و ژرمانیوم از عناصر نیمه هادی محسوب می شوند ودر لایه والانس خود 4 الکترون دارند.قابلیت هدایت آن ها از هادی ها کمتر واز عایق ها بیشتر است ودر ساخت نیمه هادی ها وترانزیستور ها مورد استفاده قرار می گیرند

روش های تولید الکتریسته_روش شیمیایی- هر گاه دو صفحه فلزی غیره هم جنس (یا یک صفحه فلز ویک صفحه زغال)در یک محیط الکترولیتی قرار گیرد در اثر واکنش شیمیایی بارهای مخالف روی دو صفحه غیره هم جنس تولید شده وقطب های مثبت ومنفی رابوجود می آورد.پیل خشک (باتری) ، پیل تر و همچنین انباره اتو مبیل از جمله مولد های شیمیایی الکتریسته می باشند

روش حرارت(ترموکوپل) _هرگاه دو فلز غیره هم جنس را از یک طرف به هم متصل کنیم ومحل اتصال دو فلز را حرارت دهیم دردو سر طرف دیگر فلزات مذکور الکتریسته بوجود می آید. به این وسیله ترموکوپل گفته می شودکه برای   اندازه گیری درجه حرارت کوره هابکار می رود. همچنین برای جلوگیری از تجمع گاز وخطر انفجار وسایل گازسوز به هنگام قطع وبرگشت مجدد گاز مورد استفاده قرار می گیرد

روش نوری (باتری های خورشیدی ) _فلزاتی مثل سلنیوم در اثر جذب نور الکترون آزاد می کنند که منبع خوبی برای انرژی الکتریکی ماهواره ها می باشد

روش مغناطیسی_ هر گاه یک سیم هادی در میدان مغناطیسی چنان حرکت کند که خطوط نیروی مغناطیسی را قطع کند درسیم یک نیروی محرکه القایی بوجود می آید. وهمینطور اگر میدان حرکت کند و سیم ثابت باشد نیز نیروی القایی بوجود می آید.این پدیده اساس کار ژنراتور های مولد جریان متناوب است.از روش های تولید الکتریسته که ذکر شد تنها روش مغناطیسی (ژنراتور ) جریان متناوب تولید می کند و بقیه روش ها مولد جریان دایم یا مستقیم هستند. دینامو نیز مولدی است که جریان مستقیم تولید می کند واساس کار آن با کمی تغییر در قسمت کولکتور شبیه ژنراتور است.

انواع جریان الکتریکی _جریان مستقیم(دایم-DC )-شدت جریان درDC نسبت به زمان ثابت است. به عبارت ساده تر جای مثبت ومنفی عوض نمی شود مثل جریانی که از انواع باتری ها بدست می آید.

جریان متناوب سینوسی- تغییرات شدت جریان AC تابع سینوسی از زمان است،علاوه بر تغییر شدت سوی جریان نیز در هر پریود تغییر می کند.واین بدلیل ساختمان مولد های جریان مربوطه می باشد.همانطور که قبلا نیز اشاره شد. ژنراتورها جریان متناوب تولید می کنند.برق شهر یک جریان متناوب است که در هر ثانیه 50 تا60 مرتبه جای مثبت ومنفی آن عوض میشود.درهمین جا یاد آور می شویم یکی از علایمی که بر روی وسایل برقی حک می شود همین عدد (50-60 HZ) است که نشان دهنده فرکانس برق یا جابجایی قطب مثبت و منفی در ثانیه است.

فرق(فازونول ) با (مثبت ومنفی )-تجمع الکترون ها با بار منفی در یک سر باتری را قطب منفی می نامیم .همچنین سر دیگر باتری که کمبود الکترون دارد قطب مثبت بحساب می آید.ومی دانیم که جای آن ها همیشه ثابت است.درجریان متناوب چیزی به اسم سیم مثبت ومنفی نداریم چون در هر لحظه جای آن ها عوض می شود.ولی یکی از سیم ها را فاز ودیگری را نول می نامیم چرا؟ به زبانی خیلی ساده باید گفت مسیر جریان وسیمی که از طریق هوا وتیر های چراغ برق منتقل می شود فاز و مسیری که از طریق زمین عبور می کند نول نامیده می شود و به همین دلیل است که فاز متر سیم فاز را مشخص می کند چون لامپ فاز متر مصرف کننده ای است که برای روشن شدن به دو سیم فاز ونول احتیاج دارد.حال اگر سر فاز متر به سیم نول گذاشته شود سیم دیگر که از طریق زمین وبدن انسان به ته فاز متر می رسد نیز نول می باشد ودر حقیقت هر دویک سیم به حساب می آید.بنابراین نمی تواند لامپ را روشن کند ولی اگر سر فاز متر به سیم فاز متصل شود چون بدن نول محسوب می شود لذا لامپ فازمتر روشن می شود.

مدار ها- به مجموعه ی منبع تغذیه ، سیم های رابط، کلیدها ومصرف کننده ها مدار می گویند. مدار ممکن است ساده ویا مرکب  از چند مدار ساده باشد.

 انواع مدار- شامل = سری -   موازی   و    سری موازی  می باشد.

مدار سری - وقتی اجزاء یک مدار به طریقی به هم وصل شوند که یک سر یکی به انتهای دیگری وبه همین ترتیب تا آخر مدار ادامه داشته باشد، مدار را سری می گویند .

مدار موازی - هر گاه در مداری مصرف کننده ها طوری متصل شده باشند که گویی هر یک جداگانه به دو سر منبع تغذیه وصل شده اند مدار موازی می باشد . سیم کشی برق منازل و قرار گرفتن مصرف کننده های گوناگون در مدار آن ازنوع موازی می باشد.

مدار سری موازی- این مدار ترکیبی از مدار سری و موازی است.مثل مدار اکثر سشوار ها.