تعریف جریان الکتریکی برای شارژهای آزاد یا ثابت چیست

جریان برق جریان بار الکتریکی در طول زمان است. جریان می‌تواند به دو نوع اصلی تقسیم شود: جریان تولید شده توسط بارهای آزاد و جریان مرتبط با بارهای ساکن (اگرچه به طور دقیق، بارهای ساکن خودشان جریان تولید نمی‌کنند، اما می‌توانند جریان‌ها را القا کنند). در زیر توضیحات هر دو حالت آورده شده است:

۱. جریان ناشی از بارهای آزاد

تعریف

جریان برق به مقدار بار عبوری از یک سطح مقطع مشخص در واحد زمان تعریف می‌شود. ریاضیاً، جریان

I به عنوان نرخ تغییر بار

q نسبت به زمان t تعریف می‌شود:

I=dq/dt

در اینجا، dq مقدار بار عبوری از یک سطح مقطع در فاصله زمانی dt را نشان می‌دهد.

ویژگی‌ها

• جهت: به طور معمول، جهت جریان به عنوان جهت حرکت بار مثبت تعریف می‌شود. در رساناهای فلزی، جریان در واقع جریان الکترون‌های آزاد (که بار منفی دارند) است، اما جهت جریان برخلاف جهت واقعی حرکت الکترون‌ها در نظر گرفته می‌شود.

• واحد: واحد استاندارد جریان آمپر (آمپر، A) است که یک آمپر به عنوان یک کولون بار عبوری از یک سطح مقطع در ثانیه تعریف می‌شود.

مثال

جریان در یک سیم: وقتی ولتاژی روی یک سیم اعمال می‌شود، الکترون‌های آزاد در سیم حرکت می‌کنند و جریانی تشکیل می‌دهند.

۲. جریان القا شده توسط بارهای ساکن

تعریف

هرچند بارهای ساکن خودشان جریان تشکیل نمی‌دهند، اما می‌توانند تحت شرایط خاصی موجب تولید جریان شوند، مانند زمان شارژ یا دشارژ کندن کندانسورها یا زمانی که بارها در یک محیط توزیع می‌شوند.

ویژگی‌ها

• کندانسورها: وقتی یک کندانسور شارژ می‌شود، بارها از یک سمت منبع تغذیه به سمت دیگر حرکت می‌کنند و یک میدان الکتریکی بین صفحات کندانسور ایجاد می‌کنند. در این فرآیند، جریان از مدار خارجی کندانسور می‌گذرد.

• دشارژ: وقتی یک کندانسور دشارژ می‌شود، بار ذخیره شده در صفحات از طریق مدار خارجی به منبع تغذیه بازمی‌گردد و جریانی تشکیل می‌دهد.

مثال

شارژ و دشارژ کندانسورها: وقتی یک کندانسور به یک منبع تغذیه متصل می‌شود، جریان از طریق مدار خارجی می‌گذرد تا کندانسور کاملاً شارژ شود؛ وقتی کندانسور به یک بار متصل می‌شود، جریان دوباره از طریق مدار خارجی می‌گذرد تا کندانسور کاملاً دشارژ شود.

خلاصه

جریان برق نرخ تغییر بار در طول زمان است که معمولاً از طریق حرکت بارهای آزاد تشکیل می‌شود. در رساناهای فلزی، جهت جریان برخلاف جهت واقعی حرکت الکترون‌های آزاد در نظر گرفته می‌شود. هرچند بارهای ساکن خودشان جریان تولید نمی‌کنند، اما می‌توانند در فرآیندهای شارژ و دشارژ کندانسورها جریان القا کنند.

اگر سوالی دیگری دارید یا نیاز به اطلاعات بیشتری دارید، لطفاً اطلاع دهید!