جریان الکتریکی یک مفهوم اساسی در زمینه مهندسی برق و فیزیک است. این به جریان بار الکتریکی از طریق یک رسانا، مانند یک سیم، به دلیل وجود اختلاف ولتاژ در آن اشاره دارد. درک جریان الکتریکی برای درک نحوه کار دستگاه های الکترونیکی و سیستم های الکتریکی ضروری است.
جریان الکتریکی به عنوان سرعتی که بار در یک سطح جریان می یابد تعریف می شود. واحد جریان الکتریکی آمپر (A) است که برابر است با عبور یک کولن بار از یک سطح در هر ثانیه. از نظر ریاضی، جریان الکتریکی (I) را می توان به صورت زیر بیان کرد:
\( I = \frac{q}{t} \)جایی که:
دو نوع اصلی جریان الکتریکی وجود دارد: جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC).
موادی که جریان الکتریکی از آنها عبور می کند رسانا نامیده می شوند. فلزاتی مانند مس و آلومینیوم رسانای خوبی هستند زیرا دارای الکترون های آزاد هستند که به بار اجازه می دهد تا به راحتی در آنها حرکت کند. از طرفی عایق ها موادی هستند که اجازه نمی دهند جریان الکتریکی آزادانه جریان یابد. به عنوان مثال می توان به لاستیک، شیشه و پلاستیک اشاره کرد. این مواد دارای الکترون های محکمی هستند که به راحتی حرکت نمی کنند.
قانون اهم یک اصل اساسی در مطالعه مدارهای الکتریکی است که جریان عبوری از یک هادی را به ولتاژ دو طرف آن و مقاومت هادی مرتبط می کند. می توان آن را به صورت ریاضی بیان کرد:
\( V = IR \)جایی که:
قانون اهم نشان می دهد که جریان نسبت مستقیم با ولتاژ و نسبت معکوس با مقاومت دارد.
جریان الکتریکی را می توان با استفاده از ابزاری به نام آمپرمتر اندازه گیری کرد. آمپرمتر به صورت سری به قطعه مداری که جریان آن اندازه گیری می شود متصل می شود. این تنظیم تضمین می کند که کل جریان عبوری از مدار نیز از آمپرمتر عبور کند.
جریان الکتریکی می تواند چندین اثر ایجاد کند، از جمله:
یک آزمایش ساده برای مشاهده اثرات جریان الکتریکی ایجاد یک مدار ساده برای روشن کردن یک لامپ است. شما به یک باتری، یک لامپ کوچک و دو تکه سیم نیاز دارید.
هنگامی که راه اندازی کامل شد، مدار بسته می شود و جریان الکتریکی از باتری از طریق لامپ عبور می کند و آن را روشن می کند. این مدار ساده نشان می دهد که چگونه جریان الکتریکی می تواند با گرم کردن رشته داخل لامپ نور تولید کند.
جریان الکتریکی مفهومی حیاتی در درک نحوه عملکرد دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی است. با درک جریان بار، انواع مختلف جریان الکتریکی و اثراتی که می تواند ایجاد کند، می توانیم دنیای الکترونیکی اطراف خود را بهتر درک کنیم. از روشن کردن خانه هایمان با لامپ گرفته تا برق رسانی به وسایل ما با باتری، جریان الکتریکی نقش اساسی در زندگی روزمره ما دارد.
