1. الجهد والتيار الكهربائي المستمر

1-    مفاهيم أساسية:

تعريف الكهرباء: هي انتقال او تحرك مجموعة من الالكترونات من نقطة لأخرى في ناقل كهربائي (سلك).

-        الالكترونات باللون الأزرق تتحرك بحركة حرة فيما بينها في المعادن الناقلة للتيار الكهربائي وهذه الالكترونات تنتظر قوة دافعة كهربائية emf ليدفعها من النقطة A وتخرج من النقطة B

2-  مفهوم النواقل والعوازل:

1-2: النواقل Conductors: هي عبارة عن معادن تكون لها الكترونات حرة في المدار الأخير مما يعطيها خاصية نقل التيار الكهربائي بكل سهولة
مثال: الحديد، الفضة، النحاس، الذهب، الزنك، الالمنيوم، الزئبق، القصدير، الغرافيت (الفحم)، الماء المعدني

2-2: العوازل Insulators: هي المواد التي لا تحتوي على الكترونات حرة في المدار الأخير
مثال: البلاستيك بأنواعه، الخشب، الزجاج، الخزف(السيراميك)، مادة البرنيق (الورنيش) تستعمل لطلاء الاسلاك.

أشهر النواقل الكهربائية هو النحاس لأنه سهل التشكيل والتصنيع ومتوفر بكثرة وميزته ان مقاومته النوعية صغيرة جدا مما يمر فيه التيار الكهربائي بكل أرياحية

3-  الجهد والتيار الكهربائي المستمر:

3-1: الجهد الكهربائي Voltage

الجهد هو مقدار كهربائي يعبر عن ضخ او تحريك الالكترونات من كمون اعلى الى كمون منخفض في ناقل كهربائي (سلك) يسمى الجهد الكهربائي أيضا بـ القوة المحركة الكهربائي Electromotive force يرمز لها اختصارا emf

•  يرمز للجهد الكهربائي بأحد الرموز: V ; E ; U ووحدة قياسه الفولط (Volts) v
• ويقاس بجهاز الفولط متر او بجهاز متعدد القياسات Multimeter ويوصل على التوازي في الدارة.

3-2: التيار الكهربائي Current

التيار الكهربائي هو مقدار يعبر عن تدفق الالكترونات في مقطع من سلك خلال وحدة الزمن ويسمى بشدة التيار الكهربائي
Intensity of electric current

•     يرمز لشدة التيار الكهربائي بالرمز I ووحدة قياسه الامبير رمزه Ampere (A)
•     ويقاس بجهاز الامبير متر او Multimeter او Clamp meter ويوصل على التوالي في الدارة مع الحمل.

يمكن تشبيه الجهد بضغط الماء في الانابيب والتيار الكهربائي بعدد اللترات التي مرت خلال مقطع من أنبوب خلال ثانية

3-3: مصادر التيار الكهربائي Source

والبطاريات بمختلف أنواعها واشكالها

اهم مصادر التيار الكهربائي التي يمكن توليدها مباشرة واستعمال طاقتها هو المنوبة او الدينامو

ومبدأ عمل الدينامو عكس عمل المحرك بالضبط أي يحول الطاقة الدورانية (حركية) الى طاقة كهربائية
والتيار الكهربائي التي تنتجها هذه المناوبات تيار AC

وتعتبر الخلايا الشمسية مصادر نظيفة للطاقة الكهربائي أي تحول الطاقة الضوئية (اشعاع الشمس) الي تيار DC
- اما البطاريات نستعملها لتخزين هذه الطاقة الكهربائية لنتمكن من استغلالها في أي وقت واي مكان (تشبه خزانات المياه) وعادة نوع التيار المخزن في البطاريات هو DC

 يمكن حساب التيار الكهربائي I بالعلاقة: 

I = Q/t           او            I = U/R

حيث: I شدة التيار وتقاس بالأمبير A وQ هي الشحنة الكهربائية وتقاس بالكولوم C وt الزمن بالثانية sec

وV الجهد بالفولط وR المقاومة بالأوم.

ملاحظة: تيار كهربائي شدته 1A هو اندفاع 1 كولوم من الشحنة الكهربائية (بحيث 1C = ) خلال 1s

4- أنواع التيار الكهربائي:

4-1: تيار كهربائي مستمر Direct current (DC)

التيار الكهربائي المستمر هو التيار الذي يكزن ثابت مع مرور الوقت وبالضبط هو التيار المتواجد في البطاريات والخلايا الشمسية.

• محاسن تيار DC: تيار ثابت مع مرور الزمن، سهل التوليد، وسهل التخزين (في البطاريات)، سهل خفضه

• عيوب تيار DC: صعب في النقل والتوزيع، صعب رفعه، صعب تحويله الى تيار متردد AC

v   نرمز لمصادر التيار المستمر بالرموز التالية:

عادة تكون مصادر التيار المستمر هي البطاريات Battery

    للبطارية قطبان: موجب وسالب.

القطب الموجب داخليا عبارة عن شحنات موجبة او فراغ Hall

القطب السالب داخليا فيه عدد ضخم جدا من الالكترونات التي تحمل الشحنة السالبة.

اتجاه التيار الكهربائي الحقيقي من القطب السالب الى القطب الموجب أي الالكترونات تتحرك من النقطة ذو الكمون العالي الى النقطة ذات الكمون المنخفض

ولكن العلماء اصطلحوا على ان يكون اتجاه التيار من القطب الموجب الى القطب السالب.

ملاحظة: 
1- قوة التنافر بين الالكترونات هي الجهد الكهربائي بالفولط V
2- عدد الالكترونات المارة في مقطع خلال ثانية او سرعتها داخل السلك هي التيار الكهربائي I بالأمبير A

بعض التحويلات الأساسية

• المضاعفات: كيلو (K)، الميغا (M)، الجيجا (G)، التيرا (T)
• الأجزاء: الميلي (m)، المايكرو (µ)، النانو (n)، البيكو (p)

مثال: 1v = 1000mv ; 1Kv = 1000v ; 0.1v = 100mv 1.5mv = 1500µv نفس الشيء ينطبق على الامبير فقط تتغير وحدة القياس امثلة عن بعض وحدات القياس V ;A ;W ;H ;F ;Ω ;T ;VA ;Wb ;VAr ; ...

; m=10^-3 ; µ=10^-6 ; n=10^-9 ; p=10^-12 K = 10³ ; M = 10⁶ ; G = 10⁹ ; T=10¹²