מהו זרם חשמלי?

מהו זרם חשמלי?

הגדרת הזרם

באלקטרומגנטיות, הכמות של חשמל העוברת דרך כל חתך של המוליך ביחידת זמן נקראת עוצמת הזרם, או פשוט זרם. סימן הזרם הוא I, והיחידה היא אמפר, המכונה "אמפר".

סיבת היווצרות הזרם

זרם מתפתח כאשר מטענים חופשיים במוליך נעים בכיוון קבוע תחת השפעת כוח השדה החשמלי.

כיוון הזרם

כיוון הזרימה המכוון של מטען חיובי מוגדר ככיוון הזרם בחשמל.

ביטוי הזרם

היחס בין הכמות של המטען Q העוברת דרך חתך של מוליך לזמן t שבו עובר המטען הזה נקרא זרם, או עוצמת הזרם. לכן, I=Q/t. אם הכמות של המטען העוברת דרך חתך של מוליך בשנייה אחת היא 1C, אז הזרם במוליך הוא 1A.

שלושת האפקטים של זרם חשמלי

• אפקט תרמי: התופעה של חימום כאשר המוליך מחובר לחשמל נקראת אפקט תרמי של זרם. 
  

•  אפקט מגנטי: אוסטר גילה שכל חוט עם זרם יכול לייצר שדה מגנטי סביבו, וזה נקרא אפקט מגנטי של זרם. 

•  אפקט כימי: עקב השתתפות יונים בזרם, החומר משתנה, ואפקט זה מכונה אפקט כימי של זרם.

סווגים

• זרם חילוף

  גודלו וכיוונו של הזרם משתנים באופן מחזורי. זרם חילוף משמש ברחב בבית ובתעשייה, ומתח הבית 220V ומתח התעשייה 380V הם שניהם מתחים מסוכנים.

• זרם ישר

  כיוונו אינו משתנה עם הזמן. זרם ישר משמש ברחב בכל מיני מכשירים קטנים, כי מתחי ההספק שלהם לא יעלו על 24V, ולכן זהו מתח בטיחותי.

נוסחאות זרם

• היחס בין זרם, מתח והתנגדות.

• היחס בין זרם, עצמה ומתח.

• היחס בין זרם, עצמה והתנגדות.

מכשיר מדידה: אמפרמטר

שימוש

כאשר מחברים אמפרמטר זרם חילוף, יש לחבר אותו בטור עם המכשיר החשמלי במעגל, והזרם הנמדד לא צריך לעלות על טווח האמפרמטר, ולפני השימוש יש לקבוע את האפס. כאשר מחברים אמפרמטר זרם ישר, יש להתייחס לפולריות החיובית והשלילית שלו, קצה חיובי של האמפרמטר צריך להיות בכיוון הזרם האמיתי (קוטב חיובי של מקור החשמל, כלומר נקודת הפוטנציאל הגבוהה), וקצה שלילי של האמפרמטר צריך להיות בכיוון היציאה של הזרם האמיתי (קוטב שלילי של מקור החשמל, כלומר נקודת הפוטנציאל הנמוכה).

בהשוואה לממדדי זרם חילוף, ממדדי זרם ישר הם בעלי מבנה פשוט יותר, דיוק מדידה גבוה יותר והם קטנים יותר בגודלם.