بدايات الاحتراف فى مجال صيانة الالكترونيات

مفاهيم كهربية بسيطة :

التيار الكهربي
التيار الكهربي هو الأساس لعمل كافة الدوائر الكهربية والإلكترونية ، لذلك يجب تفهم طبيعة هذا التيار وكيف يسري من خلال المكونات الكهربية المختلفة لتشغيل الدوائر المختلفة لتؤدي مهامها المطلوبة
كما يجب التمييز بين الموصلات الجيدة للتيار وبين العوازل الكهربية التي تمنع مرور هذا التيار
وسندرس هنا أنواع التيار الكهربي والتأثيرات المغناطسية والحرارية لسريانه عبر المكونات الإلكترونية المختلفة ، وتصرف هذه المكونات مع مختلف أنواع التيار .
كذلك سنتعرض لبعض القوانين التي تحكم العلاقات بين عناصر التيار الكهربي ومدى تأثرها ببعضها وهي مقدار شدة التيار المار في موصل ما وقيمة فرق الجهد بين طرفي هذا الموصل ومقدار مقاومة وسط سريان التيار .

ما هو التيار الكهربي ؟
لمعرفة ما هو التيار الكهربي ، لابد من التعرض ولو قليلا لبعض التعريفات ومنها :
تعريف المادة :هي أي كتلة تشغل حجما أو حيزا من الفراغ ، وتوجد المادة على ثلاث حالات أو صور فهي إما صلبة أو سائلة أو غازية .
وتتكون المادة أساسا من مجموعة مترابطة من الجزيئات وهذه الجزيئات تتألف من عدد كبير من الذرات والأخيرة عبارة عن جسيمات متناهية في الصغر كل منها يتكون من نواة يحيط بها عدة مدارات تسبح بها الإلكترونات .


تتوزع الإلكترونات في مدارات حول نواة الذرة



تدور الإلكترونات حول النواة بما يشبه كواكب المجموعة الشمسية
وما يهمنا هنا هو المدار الذري الأخير ومدى تماسك وترابط الكترونات هذا المدار، فالمادة أوالعنصر رديء التوصيل للكهرباء هي تلك المادة أو ذلك العنصر الذي يتكون جزيئه من ذرات يضم مدارها الأخير عدد من الإلكترونات الخاملة ، بينما المادة أو العنصر جيد التوصيل للكهرباء هي تلك المادة أو ذلك العنصر الذي يتكون جزيئه من ذرات يضم مدارها الأخير عدد من الإلكترونات النشطة أو الحرة ، ويعتبر العنصر جيد التوصيل للكهرباء كلما زاد عدد الإلكترونات الحرة بمدار ذرته الأخير .
وتتفاوت المواد والعناصر فيما بينها من حيث قدرتها على توصيل التيار الكهربي ، فالنحاس والفضة مثلا أعلى كفاءة في التوصيل الكهربي عن الألومنيوم والأخير أكثر توصيلا من الحديد ، بينما نجد أن الكربون أقل توصيلا منهم ، في حين نجد أن الخشب والزجاج والخزف مواد رديئة أو منعدمة الاستطاعة على توصيل التيار .
من هنا نقول أن العناصر تنقسم إلى :
عناصر جيدة التوصيل للكهرباء (لها مقاومة نوعية منخفضة ) كالنحاس
وعناصر متوسطة التوصيل للكهرباء (لها مقاومة نوعية متوسطة ) كالكربون وعناصر رديئة التوصيل للكهرباء أو عازلة (لها مقاومة نوعية عالية ) كالزجاج والسيراميك
ويمكننا أن نعرف التيار الكهربي على أنه سيل من الإلكترونات الحرة التي تنتقل وتتحرك من خلال المادة الموصلة ( سلك نحاسي مثلا ) .
سؤال :
ما الذي يجعل هذه الإلكترونات تتحرك كالسيل وتسري من خلال الموصل الكهربي ؟
والإجابة عن هذا السؤال يجب أن نعرف الإلكترونات هي جسيمات متناهية جدا في الدقة تحمل شحنات كهربية سالبة ، ومن المعروف أيضا أن الأجسام متشابهة الشحنة تتنافر في حين تتجاذب تلك المختلفة بشحناتها
فالإلكترونات لا تتحرك مطلقا من تلقاء نفسها ، إنما تتحرك داخل أي دائرة مغلقة تحت تأثير وقوانين قوي التجاذب والتنافر كنتيجة وجود فرق بالجهد من مؤثر خارجي ( بطارية مثلا ) ( وهو ما يعرف بالقوة الدافعة الكهربية ، التي تسبب وجود هذا الفرق بالجهد مما يؤدي لانسياب التيار داخل الدوائر المغلقة)
لاحظ بالدائرة

المصباح يضئ نتيجة تدفق ومرور التيار الكهربي بالدائرة المغلقة


نظرا لوجود فرق الجهد 1.5 فولت يبدأ سريان التيار حيث يجذب القطب الموجب للبطارية الإلكترونات السالبة في حين يدفع الطرف السالب للبطارية هذه الإلكترونات باتجاه القطب الموجب ويبدأ سريان التيار من خلال المصباح الذي يضئ نتيجة تدفق ومرور التيار الكهربي ( سيل من الإلكترونات ) من خلال فتيلة المصباح
ويمكن تشبيه سريان التيار الكهربي تحت تأثير القوة الدافعة الكهربية ، بالماء المتدفق من خزان عالي للمياه فكلما ارتفع الخزان عن الأرض كلما زاد تدفق الماء الساقط منه .
كما يمكن تخيل القوة الدافعة الكهربية بأنها كرافع ( القادوس) الذي يرفع الأشياء لأعلى فتكتسب طاقة وضع تؤهلها للأنحدار والتدفق من أعلى لأسفل


ويتحرك سيل الإلكترونات من القطب السالب للقطب الموجب ( التيار الفعلي ) ، بينما أصطلح علميا بأن يكون اتجاه التيار هو عكس حركة الإلكترونات أي من الموجب للسالب ( التيار الاصطلاحي )


والسبب في توليد هذه القوة الدافعة الكهربية عند غلق الدائرة هو آن أحد طرفي الدائرة ( الطرف السالب للبطارية ) تكون به زيادة في كمية الإلكترونات السالبة عن الطرف الآخر( الطرف الموجب للبطارية ) ، فينشأ الفرق في الجهد بين القطبان ( 5و1 فولت )

إذن *** كلما زاد فرق الجهد أي زادت القوة الدافعة الكهربية وهو ما يعرف أيضا بالضغط الكهربي ، كلما زادت شدة التيار***

وتتوقف شدة التيار أيضا على عامل آخر هام وهو المقاومة النوعية لمادة الموصل ، وسبق وذكرنا أن مادة النحاس لها مقاومة نوعية منخفضة لذلك فالسلك المصنوع من النحاس يسمح بمرور تيار شدته أكبر من ذلك التيار المار بسلك مماثل في الطول والمقطع مصنوع من
الحديد .

وتتأثر قيمة المقاومة لأي سلك موصل وبالتالي شدة التيار تبعا للآتي :
· نوع مادة الموصل ( المقاومة النوعية ) ( تقل المقاومة كلما قلت المقاومة النوعية )
· طول السلك ( تقل المقاومة كلما قل طول السلك )
· مساحة مقطع السلك ( تقل المقاومة كلما زادت مساحة مقطع السلك )

قانون أوم
هذا القانون يوضح العلاقة بين شدة التيار الذي يمر في دائرة ما من خلال مقاومة معينة نتيجة قوة دافعة كهربية على طرفي هذه الدائرة .
وعن طريق هذا القانون يمكن معرفة شدة التيار المار بالدائرة إذا عرفنا مقدار فرق الجهد ( الضغط ) على طرفي هذه الدائرة وقيمة المقاومة ( الحمل )
وتقاس شدة التيار بوحدة الأمبير ، أما الضغط ( القوة الدافعة الكهربية ) فتقاس بوحدة الفولت
، أما المقاومة فتقاس بوحدة الأوم
صيغة القانون :
شدة التيار بوحدة الأمبير = الضغط بوحدة الفولت ÷ المقاومة بوحدة الأوم