ما هو انتاج التيار الكهربائي؟

تأتي الكهرباء من مجموعة متنوعة من القوى التي تحرك الإلكترونات. يمكن توليد جهد الخرج وإرساله على الفور عبر سلسلة من الموصلات إلى وجهته النهائية. يتم تخزين الأشكال الأخرى لجهد الخرج في صورة كيميائية ويتم إطلاقها لاحقًا. يوفر هذا النوع من جهد الخرج الطاقة التي تمد الأجهزة التجارية والصناعية المختلفة بالطاقة.

الجهد هو الفرق في الشحنة بين نقطتين مختلفتين. كلما زاد الجهد ، زاد تدفق التيار الكهربائي. يواجه التيار مقاومة لتدفقه ؛ تحدد كمية الجهد إلى أي مدى يتغلب التيار على هذه المقاومة. يقاس الجهد بوحدة قياسية تسمى الفولت. يقود فولت واحد كولوم واحد ، وهو الوحدة القياسية لشحنة كهربائية. يمكن أن يكون الجهد مباشرًا أو متناوبًا: يتدفق التيار المباشر في اتجاه واحد ، بينما غالبًا ما يعكس التيار المتردد اتجاهه.

جهد الخرج هو الجهد الناتج عن جهاز ، مثل منظم الجهد أو المولد. تحافظ منظمات الجهد على مستويات جهد ثابتة. تستخدم مولدات الكهرباء مصدرًا للوقود ، مثل ضوء الشمس أو الفحم أو الطاقة النووية ، لتشغيل التوربينات الدوارة ، والتي تتفاعل مع المغناطيس لتوليد الكهرباء. موصل يحمل جهد الخرج إلى وجهات مختلفة ، مثل المنازل والشركات. وسائط أشباه الموصلات تقوم بتوصيل الجهد.

تسمح الموصلات للتيارات الكهربائية بالتدفق بحرية. تحيط العوازل بالأسلاك الكهربائية ولا تسمح بمرور التيارات من خلالها. تعمل المواد الصلبة غير المعدنية كعوازل قوية ، بينما يعمل النحاس والألمنيوم كموصلات. الإلكترونات الموجودة في النحاس حرة وتتنافر ، مما يعني أن الإلكترونات النحاسية ليست مرتبطة بقوة بالنحاس وقد تنفصل عن النحاس. تتسبب التيارات الكهربائية في حدوث تفاعل متسلسل يحمل التيار عبر النحاس.

بعض الأجهزة ، مثل البطاريات ، تخزن الكهرباء حتى تحتاجها الأجهزة الإلكترونية. تحول البطاريات الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. ترتبط الخلايا الكهروكيميائية من خلال أنيونات إلكتروليت موصلة - ذرات اكتسبت إلكترونات - وكاتيونات ، أو ذرات من المحتمل أن تفقد الإلكترونات. يتم توصيل الموصلات الكهربائية بواسطة إلكتروليت - مادة بها أيونات حرة - مصنوعة من مادة صلبة أو سائلة. للبطاريات معدلات تفريغ متفاوتة بناءً على عدد الإلكتروليتات في البطارية والمعدل الذي يتسبب به الجهاز في تفريغ البطارية. تؤدي معدلات التفريغ الأسرع إلى إهدار البطارية للكهرباء وتشغيلها بكفاءة أقل. يُطلق على جهد الخرج الناتج عن بطارية القوة الدافعة الكهربائية أو EMF. هذا المصطلح تسمية خاطئة ، لأنه ليس في الواقع قوة: بدلاً من ذلك ، الطاقة التي توفرها الآلية هي التي تولد الكهرباء.

قد تولد عمليات مختلفة جهد الخرج. يمكن للقوى المغناطيسية التي تمارس على شحنات الموصل المتحركة أن تخلق جهدًا ، يسمى EMF الحركي. تولد المقاومات جهدًا يظهر في الدائرة بسبب تبديد الطاقة. يعتمد مقدار جهد الخرج على العمل الذي يجب أن يقوم به الجهد لكل وحدة شحنة لتحريك شحنة مقابل مجال كهربائي بين نقطتين.