لتبحث عن الكميات الكهربائية الأربع الأساسية التي تُستخدم في تحليل الدوائر الكهربائية؟الشحنة والتيار والفولتية وأخيرا المقاومة الكهربائية؟
الكميات الكهربائية الأساسية الشحنة والتيار والفولتية وأخيرا المقاومة الكهربائية.
الشحنة (Charge) : ويرمز لها بالرمز (1) و تكون أما شحنة سالبة تمثل إلكترون وأخرى موجبة تماثل البروتون ووحدة قياس الشحنة هي (كولوم) ويرمز لها بالرمز.
التيار (Current) : بعد التيار الكهربائي من أهم الوحدات الأساسية ويرمز له بالرمز (1) وهو معدل مرور الشحنة باتجاه ما بالنسبة إلى الزمن تحت تأثير قوة هي الفولتية وتسمى (الجهد) أيضاً.
I=dq/dt
اذ أن
I = التيار ويقاس بالأمبير ۸)
Q = الشحنة وتقاس بالكولوم ( C )
الزمن ويقاس بالثانية
اذ أن
I = التيار ويقاس بالأمبير ( A)
q = الشحنة وتقاس بالكولوم ( C )
t = الزمن ويقاس بالثانية (s)
ولكي يمر تيار في الدائرة الكهربائية يتطلب وجود مصدر خارجي يحرك الالكترونات خلال الموصل بين نقطتين، وينشأ فرق الجهد بين هاتين النقطتين. ويمكن التعبير عن مسار التيار الكهربائي بأنه يسري من القطب الموجب إلى القطب السالب المصدر الفولتية مثل بطارية ( القوة الدافعة الكهربائية ) أو أي مصدر فولتية خارجي بينما يسري التيار الالكتروني من القطب السالب إلى القطب الموجب لاحظ الشكل(1-1)
الشكل 1-1 اتجاه التيار الكهربائي
وللتيار الكهربائي أنواع مختلفة باختلاف شكل المصدر الكهربائي وهي كما يأتي:
1- التيار المستمر DC (Direct Current)
التيار المستمر ثابت القيمة ولا يغير اتجاهه بالنسبة إلى الزمن كما هو مبين بالشكل (1-2) .
شكل 1-2 اشارة موجة التيار المستمر
التيار المتناوب AC (Alternate Current)
وهو تيار متغير القيمة والاتجاه دوريا مثل موجة sine wave لاحظ الشكل (1-3)
شكل 1-3 اشارة موجة التيار المتناوب
الجهد (voltage) :
يعرف الجهد بأنه الشغل اللازم لنقل وحدة الشحنات من نقطه الأخرى ويقاس بالقولت.
المقاومة (Resistance) :
تعد المقاومة من العناصر الرئيسة المكونة للدوائر الكهربائية ، إذ تعتمد عليها قيمة بقية العناصر الأخرى مثل التيار والقدرة والمقاومة هي النسبة بين الجهد (الفولتية) والتيار وهذا التناسب أثبته العالم (أوم) وتتناسب عكسيا مع التيار أي انه كلما زاد التيار قلت قيمة المقاومة والعكس صحيح.
وبهذا وضع قانونه الشهير بقانون أوم وهو R=V/I
وحدة قياس المقاومة (R) هي الأوم ويرمز لها Ω
ولقياس الكميات الكهربائية الأساسية لابد من التعرف على أجهزة القياس والفحص المستخدمة في الورش العملية لقياس المقاومة والفولتية والتيار للدوائر الكهربائية والالكترونية بوساطة جهاز الأقوميتر (AVO meter) التماثلي والرقمي، ورسم الأشكال الموجية المتنوعة المستخدمة في هذه الدوائر بوساطة جهاز راسم الإشارات (Oscilloscope)، ومن الأجهزة الضرورية لتنفيذ التمارين العملية جهاز مولد الدالة (Function Generator) ومجهز القدرة (Power Supply)، لاحظ الشكل(1-4)
شكل 1-4 الأجهزة اللازمة لورش الحاسوب
وتقسم أجهزة القياس الكهربائية، بحسب المقدار الكهربائي الذي تقيمه، إلى: مقياس الأمبير ومقياس الفولت ومقياس الأوم.
ومنها ما يقيس القيم الكهربائية الدقيقة الصغيرة جدا فيسمى المقاييس الغلفانية (كلفانوميتر) . واجهزة القياس جميعها يمكن أن تقيس فيما أنية أو حسابية أو قيما وسطى أو فعالة، كما يمكن أن تقيس تكامل القيم في زمن معين مثل الشحنة الكهربائية والطاقة الكهربائية وتسمى أحياناً المقاييس التكاملية.