تفاوت بین جریان الکتریکی و بار الکتریکی

در این مقاله قصد داریم در مورد بار و جریان الکتریکی و همچنین تفاوت‌های آن‌ها صحبت کنیم. تفاوت بین جریان الکتریکی و بار الکتریکی

فهرست مطالب

1- بار الکتریکی چیست؟

2- جریان الکتریکی چیست؟

3- تفاوت بار و جریان الکتریکی

————————————————–

1- بار الکتریکی چیست؟

مواد از کنار هم قرار‌گرفتن اتم‌ها که خود متشکل از پروتون، الکترون و نوترون‌است، تشکیل‌شده‌اند.در میان ذرات سازنده اتم، پروتون ونوترون با بار مثبت در هسته و الکترون با بار منفی به دور هسته می‌چرخد،و می‌تواند از یک جسم به جسم دیگر انتقال یابد. که در واقع بر تعداد الکترون های ماده اثر می‌گذارد.

در واقع، کم یا اضافه شدن الکترون‌ها در یک ماده، بار الکتریکی نامیده‌می‌شود.از این رو، آن ماده یا جسمی که الکترون اضافه دریافت می‌کند، دارای بار منفی و ماده یا جسمی که الکترون از دست می‌دهد، بار مثبت دارد.همانطور که در شکل زیر نشان داده‌شده‌است، هنگامی که بارها در کنار هم قرار می‌گیرند،بسته به هم نام یا غیر هم نام بودنشان، واکنش‌های مختلفی نشان می‌دهند.

به این ترتیب که، بارهای هم نام یکدیگر را دفع، و بارهای ناهم نام یکدیگر را جذب می‌کنند.

الکترون به الکترون = دفع
پروتون به پروتون = دفع
الکترون به پروتون = جذب

فرمول بار به این صورت‌است:

Q=It

Q=en

که در آن:

Q = بار بر حسب کولن
I = جریان بر حسب آمپر
t= زمان بر حسب ثانیه
e = تعداد الکترون‌ها یا پروتون‌ها
n = بار یک الکترون یا پروتون

نماد نشانگر بار Q بوده و واحد اندازه‌گیریِ آن کولن‌است که بر حسب C بیان می‌شود، که در آن یک کولن برابر‌است با:

6.24 x 10¹⁸ الکترون = 1C = یک کولن

یا

یک کولن برابر‌است با یک آمپر جریان در هر ثانیه، یعنی تعداد باری که می‌تواند توسط یک آمپر جریان از یک نقطه به نقطه دیگر در یک ثانیه عبور کند.

یا

یک کولن مقدار بار موجود در میدان الکتریکیِ یک ولت بر متر (1V/m)‌است، که در این حالت یک نیوتن نیرو بر روی آن اعمال می‌شود.

یک الکترون دارای -1.602 x 10^-19 کولن بار است.
یک پروتون دارای 602 x10^-19 کولن بار است.

محاسبه نیرو نیز به شکل زیر صورت می‌گیرد:

F = K (Q1 Q2 / r2 )

که در آن:

F = نیرو بر حسب نیوتن
K = ثابت = 99×10⁹m F^-1
Q1 = اولین ذره باردار
Q2 = دومین ذره باردار
r = فاصله بین دو ذره باردار بر حسب متر

سه نوع بار الکتریکی وجود دارد:

بار منفی: ازدیاد الکترون بر روی سطح یک ماده، بار منفی نامیده‌می‌شود (ازدیاد الکترون که بیشتر در لایه‌ها یا پوسته‌های خارجی اتم یا مولکول رخ می‌دهد).
بار مثبت: کمبود الکترون بر روی سطح یک ماده، بار مثبت نامیده‌می‌شود (ازدیاد پروتون که بیشتر در هسته اتم‌ها وجود‌دارد).
خنثی: تعداد الکترون و پروتون بر روی یک ذره برابر‌است که بار خنثی نامیده‌می‌شود (نوترون‌های پیدا‌شده در هسته اتم).

————————————————–

2- جریان الکتریکی چیست؟

جریان الکتریکی نرخ جریان بار (معمولاً الکترون)‌است، که در واقع، به علت اختلاف پتانسیل (ولتاژ) جاری‌می‌شود.

و بر حسب آمپر اندازه‌گیری می‌شود.

وقتی ولتاژ یا EMP بر دو سر یک هادی اعمال می‌شود، یک اختلاف پتانسیل ایجاد‌می‌شود و مقدار الکترون‌های زیادی را از داخل خود عبور‌می‌دهد.

جریان یک کمیت فیزیکی‌است که می‌توان به صورت ریاضی با فرمول زیر آن را اندازه‌گیری کرد:

I = Q / t

که در آن:

I = جریان بر حسب آمپر
Q = بار بر حسب کولن
t = زمان بر حسب ثانیه

دو نوع جریان الکتریکی وجود دارد:

جریان AC: جاری شدن بار یا الکترون که جهت و دامنه خود را تغییر می‌دهد.
جریان DC: جاری شدن بار یا الکترون در یک جهت یا دامنه ثابت.

————————————————–