ثبت نام

امکان عضویت غیر فعال است

قانون اهم به زبان ساده + تعریف ولتاژ جریان مقاومت

Ohms-law-cartoon-450×250-c

در این مقاله قصد داریم به ساده ترین روش ممکن قانون اهم را به شما توضیح دهیم. قانون اهم تنها سه عنصر  ولتاژ، جریان و مقاومت دارد اما تمام تکنولوژی بشر مدیون این قانون است.

قانون اهم درواقع پایه ی الکترونیک و کامپیوتر است. فکرش هم ترسناک است که اینترنت، موبایل، لپ تاپ و … نداشته باشیم.

 

قبل از اینکه بخواهیم به قانون اهم بپردازیم، باید تعریف ولتاژ، جریان و مقاومت الکتریکی را بدانیم.

 

ساختمان اتم

هر اتم از سه بخش اصلی تشکیل شده

بخش اول : الکترون (Electron) هر اتم تعدادی الکترون دارد که به دور هسته میچرخند.

بخش دوم : پروتون (Proton) تعدادی پروتون در مرکز هر اتم (هسته) وجود دارند و بار آن ها مثبت است.

بخش سوم : نترون (Neutron) نتورن ها نیز همانند پروتون ها در مرکز اتم (هسته) قرار دارند و بار آن ها خنثی است.

در واقع نترون ها همانند چسب، پروتون ها را کنار هم نگه داشتند تا با الکترون ها برخورد نداشته باشند

 

شاید برایتان سوال پیش بیاید، ساختمان اتم با قانون اهم چه ارتباطی دارد؟

اگر تعداد بسیاری اتم را در کنار یکدیگر قرار دهیم، میتوانیم اجسام مختلفی درست کنیم. برای مثال اگر تعداد زیادی از اتم های مس را در کنار یکدیگر قرار دهیم، میتوانیم یک لیوان مسی یا هر جسم دیگری با مس درست کنیم و …

وقتی تعداد زیادی اتم در کنار یکدیگر قرار میگیرند به شکل ناخواسته با هم برخورد میکنند.

برخورد اتم ها با یکدیگر باعث میشود تبادل الکترون بین اتم ها پیش بیاید.

یعنی یک الکترون از اتم اول جدا شود و به مدار اتم دوم برود و یک اتم دیگر از الکترون دوم جدا شود و به مدار اتم سوم برود. درست مانند تصویر زیر

قانون اهم

در تصویر بالا میبینید که هر الکترون در مسیر نامشخصی در حال حرکت است و هیچ جهت مشخصی برای حرکت الکترون ها وجود ندارد.

تا اینجا ما هنوز الکتریسیته نداریم.

چرا ؟

جواب روشن است. چرا که برای تولید برق و یا بهتر بگم الکتریسیته، نیاز است الکترون ها در یک جهت و یک مسیر حرکت کنند.

 

حال باید چه کنیم تا الکترون ها در یک جهت حرکت کنند؟

ما نیاز داریم به یک نیروی خارجی برای به حرکت درآوردن الکترون ها در یک جهت مثلا باتری یا آهنربا

وقتی الکترون ها مانند تصویر پایین در یک جهت به حرکت درآیند آن وقت میگوییم جریان الکتریکی برقرار شده است.

 

قانون اهم

در تصویر اول مشاهده میکنید الکترون ها در جهت های نامشخص در حال حرکت هستند و در تصویر دوم میبینید که الکترون ها همه در یک مسیر حرکت میکنند.

در تصویر دوم به دلیل نیروی خارجی وارد شده بر سیم، الکترون ها در یک مسیر درحال حرکت هستند.

 

تعریفی ساده از جریان الکتریکی : زمانی که الکترون ها در یک جهت مشخص در سیم در حال حرکت باشند، میگوییم جریان الکتریکی در مدار برقرار است.

 

پس از اینکه با تعریف جریان آشنا شدیم، وقت آن رسیده که درباره ی ولتاژ هم صحبت کنیم.

ولتاژ الکتریکی یا اختلاف پتانسیل در اصل همان نیروی خارجی است که به سیم وارد میشود تا الکترون ها در یک جهت به حرکت در بیایند.

 

 نیروی خارجی چیست و از کجا تامین میشود؟

این نیرو را عوامل بسیاری میتوانند فراهم کنند. مثلا میوه یا آهن ربا.

به تصویر زیر نگاه کنید. یک سیم در میان دو آهنربای غیر هم نام

زمانی که سیم ثابت باشد برای لحظه ی اول، الکترون ها از یک سر سیم به سر دیگر سیم حرکت میکنند و سپس حرکت الکترون ها متوقف میشود. پس نتیجه این میشود که یک لحظه جریان الکتریکی به وجود میاید.

مسئله این است که ما میخواهیم یک جریان الکتریکی پایدار داشته باشیم. باید چه کنیم؟

جواب ساده است، باید سیم را دائم چرخاند، تا الکترون ها از ابتدا سیم، به انتها آن حرکت کنند.

پس از نیم دور مجددا حرکت الکترون ها از انتهای سیم به ابتدای سیم آغاز شود.

قانون اهم

قانون اهم

 

به نظر شما اگر در تصویر بالا آهنربا وجود نداشته باشد آیا لامپ روشن میشود؟

جواب صحیح است هرگز

چرا ؟

چون هیچ نیروی خارجی وجود ندارد تا الکترون ها را در یک جهت به حرکت در بیاورد.

پس آن نیروی خارجی در تصویر بالا، همان آهنربا است.

حالا که با این نیروی خارجی آشنا شدیم، بهتر است درباره ی ولتاژ یا اختلاف پتانسیل صحبت کنیم.

اختلاف پتانسیل یا ولتاژ الکتریکی در واقع همان نیروی خارجی است که به سیم وارد میشود.

 

IC حافظه یا همان هارد چیست؟

 

نتیجه گیری بسیار مهم : زمانی که نیروی خارجی به سیم وارد نشود هرگز الکترون ها در یک جهت حرکت نمیکنند. در نتیجه با نبود ولتاژ، جریان الکتریکی وجود نخواهد داشت. پس ولتاژ، عامل به وجود آورنده ی جریان است.

تا اینجا با دو بخش از قانون اهم آشنا شده ایم

حال نوبت به بخش سوم رسیده یعنی مقاومت الکتریکی

مقاومت الکتریکی در اصل عاملی است که در برابر حرکت الکترون ها از خود مقاومت نشان میدهد.

به تصویر زیر دقت کنید.

قانون اهم

برای مثال میتوان مقاومت الکتریکی را به شیر آب تشبیه کرد. به تصویر زیر نگاه کنید

قانون اهم

هرچه شیر آب بیشتر باز شود، در حقیقت مقاومت کمتر میشود و در نتیجه میزان خروج آب از شیر بیشتر میشود.

 

تصور کنید یک لامپ، یک باتری و کمی سیم دارید.

منبع ولتاژ همان باتری است

اگر دوسر منبع ولتاژ را به هم متصل کنیم، الکترون ها از قطبی به قطب دیگر حرکت میکنند اما این کار بسیار خطرناک است چون مدار اتصال کوتاه میشود.

فروشگاه تکنیک نوین

مدار اتصال کوتاه چگونه مداری است و با اتصال کوتاه شدن مدار چه اتفاقی رخ میدهد؟

زمانی که حجم زیادی از الکترون ها، بدون هیچ محدودیتی از یک قطب باتری به قطب دیگر حرکت کنند، میگوییم مدار اتصال کوتاه شده است.

اگر دو سر یک باتری را به هم وصل کنیم، یا سیم ذوب میشود و یا باتری خالی میشود.

پس این کار خطرناک است.

حال بین دو قطب باتری یک لامپ قرار دهید.

 

درسته لامپ روشن میشود. لامپ یک مقاومت الکتریکی است.

هر مصرف کننده ی الکتریکی در اصل یک مقاومت الکتریکی است.

مثلا لامپ، تلوزیون، یخچال و … همه مقاومت الکتریکی هستند.

 

آموزش تعمیر موبایل

 

به تصویر زیر نگاه کنید.

قانون اهم

تصویری جالب که نشان میدهد این سه قانون چه رابطه ای با هم دارند.

هرچه مقاومت بیشتر باشد جریان کمتر عبور میکند و هرچقدر مقاومت کمتر باشدریال جریان بیشتر عبور میکند.

هرچقدر ولتاژ بیشتر باشد، جریان بیشتر میشود و مقاومت کمتر میتواند جلوی جریان را بگیرد.

 

حال که این سه قانون را آموختیم زمان آن رسیده که به روابط ریاضی آن نیز اشاره کنیم.

قانون اهم

در فرمول های بالا،

R مقاومت الکتریکی، V ولتاژ الکتریکی و I جریان الکتریکی است.

واحد مقاومت اهم، واحد جریان آمپر و همچنین واحد ولتاز، ولت است.

امیدوارم با این مطلب مفهوم قانون اهم را متوجه شده باشید.

آموزش فورمت کردن گوشی های اندروید

دیدگاه ها

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *