التيار الكهربائيElectric Current

هو عبارة عن تدفق من الشحنات الكهربائية في موصل كهربائي والشحنة الكهربية قد تكون إما إلكترونات أو أيونات
طبقًا للنظام الدولي للوحدات تقاس شدة التيار الكهربي بـوحدة الأمبير
بينما يقاس التيار الكهربي بجهاز يدعى الأميتر It is the flow of electric charges in an electrical conductor. The electric charge may be either electrons or ions.
According to the International System of Units, the electric current intensity is measured in Amperes.
Current is measured by a device called an ammeter.

في هذه المحاكاة أغلق الدائرة ولاحظ حركة الشحنات الكهربائية وكيفية فقدانها الطاقة في المقاوم In this simulation, close the circuit and observe the movement of electric charges and how they lose energy in the resistor.

في هذه المحاكاة تمثل حركة الإلكترونات في دائرة بسيطة من الجهد الأدنى إلى الأعلى مع العلم كلمة تيار كهربائي تعني حركة شحنات موجبة من الجهد الأعلى إلى الجهد الأدنى In this simulation, the movement of electrons in a simple circuit from lower potential to higher potential is shown, knowing that the term 'electric current' means the movement of positive charges from higher potential to lower potential.

كثافة التيار الكهربائيElectric Current Density

هو عبارة عن التيار المتدفق خلال وحدة المساحة في سلك موصل عند نقطة معينة
يرمز لكثافة التيار بالرمزIt is the current flowing through a unit area in a conducting wire at a given point.
Current density is denoted by the symbol j
وهو كمية متجهه اتجاهه باتجاه حركة الشحنات الموجبة (عكس حركة الالكترونات) It is a vector quantity whose direction is the direction of positive charge movement (opposite to electron movement).

\[j=\frac{i}{A}\] وتقدر بوحدة قياسIt is measured in units of \[\frac{A}{m^2}\]

سرعة الانسياق وهي سرعة الالكترونات الموجهة في الدائرة الكهربائية
أي سلك موصل يحتوي على الكترونات تتحرك بشكل عشوائي وبسرعة عالية عند تطبيق فرق في الجهد بين طرفي السلك تصبح حركة الالكترونات سرعة عشوائية موجهه تدعى سرعة الانسياق وتكون السرعة بطيئة جدا من رتبة Drift velocity is the average velocity of electrons in a conductor when an electric field is applied.
Any conductor contains electrons moving randomly at high speed. When a voltage is applied, their motion becomes a directed random motion called drift velocity, which is very slow, on the order of \[𝜗_d =10^{-4}\frac {m}{s}\]

لدينا موصل مساحة مقطعه\[(A)\] وطبق علية مجال كهربائي تتحرك الالكترونات عكس المجال بسرعة انسياق \[𝜗𝑑\] وخلال فترة زمنية قدرها\[(d t)\] تقطع مسافة قدرها \[𝜗𝑑 . dt\] وبالتالي حجم الالكترونات التي تمر عبر المقطع تعادل
\[A. 𝜗𝑑 . dt\] فيكون عدد الالكترونات في هذا الحجم تعادل
\[n . A. 𝜗𝑑 . dt\]
(-e) وكل إلكترون مشحون بشحنة مقدارها
إذا الشحنة المتدفقة عبر هذه المساحة
\[dq = - e. n . A. 𝜗𝑑 . dt\] (A) A conductor with cross-sectional area \[ A\] An electric field is applied, and electrons move opposite the field with drift velocity.\[(𝜗𝑑)\] During a time interval \[(dt)\] they travel a distance \[𝜗𝑑 . dt\]. Thus, the volume of electrons passing through the cross-section is \[A. 𝜗𝑑 . dt\]. The number of electrons in this volume is \[n . A. 𝜗𝑑 . dt\].
(-e) Each electron carries a charge -e.
So, the charge flowing through this area is \[dq = - e. n . A. 𝜗𝑑 . dt\]

فنحصل على شدة التيار
\[i =\frac{ dq }{ dt }= - e. n . A. 𝜗𝑑\] Thus, the current intensity is
\[i =\frac{ dq }{ dt }= - e. n . A. 𝜗𝑑\]

وكثافة التيار
\[j = \frac{i}{A} = - e. n . 𝜗𝑑\] And the current density is
\[j = \frac{i}{A} = - e. n . 𝜗𝑑\]

قانون أومOhm's Law

في هذه المحاكاة درس العالم أوم العلاقة بين شدة التيار وفرق الجهد بين طرفي مقاوم أومي لذلك أختر قيمة لمقاومة أومية وقم بتغير فرق الجهد في كل مرة لاحظ ماذا يحدث لشدة التيار كرر التجربة مع مقاومة أخرى In this simulation, Ohm studied the relationship between current and potential difference across an ohmic resistor. Choose a resistance value and change the voltage each time. Observe what happens to the current. Repeat with another resistance.

قانون أومOhm's Law

قانون أوم هو مبدأ أساسي في الكهرباء، أطلق عليه هذا الاسم نسبة إلى واضعه الفيزيائي الألماني "جورج سيمون أوم". وينص على أن فرق الجهد الكهربائي بين طرفي ناقل معدني يتناسب طرديا مع شدة التيار الكهربائي المار فيه. Ohm's Law is a fundamental principle in electricity, named after the German physicist Georg Simon Ohm. It states that the voltage across a conductor is directly proportional to the current flowing through it, provided the temperature remains constant.

يتم تعريف النسبة الثابتة بين فرق الجهد وشدة التيار بالمقاومة الكهربائية ويلاحظ أن المقاومة لناقل ما، هي قيمة ثابتة ولا تتغير بتغير فرق الجهد بين طرفيه، The constant ratio between voltage and current is defined as electrical resistance. Note that the resistance of a conductor is constant and does not change with the applied voltage.

يمكن التعبير عن المعادلة بصيغة التاليةThe equation can be expressed as follows
\[ V = I . R \]

قيم نفسكTest yourself

المقاومة النوعية والمقاومةResistivity and Resistance

المقاومة الكهربائية :وهي مدى ممانعة المادة لمرور التيار الكهربائي
عند تطبيق فرق جهد بين طرفي سلك \[∆V\] ويمر به تيار شدته \[i\] فإن ممانعة السلك لمرور التيار تعطى بالعلاقة حسب قانون أوم \[R=\frac {∆V}{i}\] وحدة قياس المقاومه الكهربائية هي أوم وهي تعادل \[𝝮=\frac{V}{A}\] Electrical resistance: It is the measure of a material's opposition to the flow of electric current.
When a voltage \[∆V\] is applied across a wire carrying current \[i\], the resistance is given by Ohm's law: \[R=\frac {∆V}{i}\]. The unit of resistance is the ohm (Ω), where \[𝝮=\frac{V}{A}\]

توصف بعض الأجهزة من حيث مقدرتها على التوصيل وليس بمقدرتها على ممانعة التيار
\[G\] وهي تقدر بوجدة السيمنس \[G=\frac {i}{∆V}=\frac {1}{R}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;S=\frac {A}{V}=\frac {1}{𝝮}\] Some devices are described by their ability to conduct, not by their ability to resist current.
\[G\] is conductance, measured in Siemens: \[G=\frac {i}{∆V}=\frac {1}{R}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;S=\frac {A}{V}=\frac {1}{𝝮}\]

أن ممانعة أي سلك لمرور التيار تعتمد على المادة المصنوع منها السلك والشكل الهندسي له ودرجة الحرارة
ولكل سلك مقاومة خاصة به تدعى المقاومة النوعية \[𝜌\] وهي عبارة عن النسبة بين شدة المجال الكهربائي إلى كثافة التيار
\[𝜌=\frac {E}{J}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;𝜌=\frac {\frac {V}{m}}{\frac {A}{m^2}}=\frac {V.m}{A}=𝝮.m\] The opposition of any wire to current depends on the material, its geometry, and temperature.
Each wire has its own specific resistance called resistivity \[𝜌\], which is the ratio of the electric field intensity to the current density.
\[𝜌=\frac {E}{J}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;𝜌=\frac {\frac {V}{m}}{\frac {A}{m^2}}=\frac {V.m}{A}=𝝮.m\]

المقاومة النوعية ومعامل درجة الحرارة للمقاومة النوعية لبعض الموصلاتResistivity and Temperature Coefficient of Resistivity for Some Conductors

نحن نعلم أن
\[E=\frac{∆V}{L}\;\;\;\;\;\;\;\;\;J=\frac{i}{A}\]
\[𝜌=\frac {E}{J}=\frac {\frac{∆V}{L}}{\frac{i}{A}}=\frac{∆V.A}{i.L}=\frac{iR.A}{i.L}=\frac{R.A}{L}\]
\[R= 𝜌.\frac{A}{L}\] We know that
\[E=\frac{∆V}{L}\;\;\;\;\;\;\;\;\;J=\frac{i}{A}\]
\[𝜌=\frac {E}{J}=\frac {\frac{∆V}{L}}{\frac{i}{A}}=\frac{∆V.A}{i.L}=\frac{iR.A}{i.L}=\frac{R.A}{L}\]
\[R= 𝜌.\frac{A}{L}\]

العوامل المؤثرة على المقاومة الأوميةFactors Affecting Ohmic Resistance

في هذه المحاكاة نلاحظ قيمة المقاومة تتغير بتغير طول المقاوم ومساحة المقطع ونوع المادة المصنوع منها المقاوم In this simulation, we observe that the resistance value changes when we change the length, cross-sectional area, and material of the resistor.

القوة الدافعة الكهربائيةElectromotive Force (EMF)