یکی از مفاهیم بسیار مهم و اساسی در صنعت برق و الکترونیک، مفهوم جریان الکتریکی است. این مفهوم در بسیاری از ابزارها و وسایل الکتریکی که به صورت روزمره با آنها سر و کار داریم نقش بسیار مهم و اساسی ایفا میکند. در واقع میتوان گفت که هر دستگاه و سیستمی که با انرژی الکتریکی کار میکند برای شروع کار و ادامه آن نیاز به جریان الکتریکی دارد. به همین منظور آگاهی نسب به این مفهوم و نحوه رفتار آن از اهمیت زیادی برخوردار است؛ زیرا اجسام مختلف در برابر عبور جریان الکتریکی رفتارهای متفاوتی داشته و این موضوع اهمیت و ضرورت شناخت انواع جریان برق و نحوه رفتار آنها را نشان میدهد. با سام تجهیز همراه باشید.
جریان الکتریکی چیست؟
برای درک بهتر انواع جریان الکتریکی، ابتدا باید با مفهوم جریان به صورت دقیق آشنا شد. اگر بخواهیم یک تعریف کلی از جریان الکتریکی ارائه دهیم باید گفت که به مقدار بار الکتریکی عبوری از واحد سطح در واحد زمان، جریان الکتریکی گفته میشود. حرکت الکترونها به عنوان یکی از اجزای اصلی اتمها، باعث به وجود آمدن جریان الکتریکی در اجسام رسانا میشود.
اما تا به حال به این فکر کردهاید که اجسام رسانا و نارسانا چه تفاوتی دارند؟ چرا پلاستیک رسانا نیست؟ در پاسخ به این سوالات و به منظور شناخت انواع جریان الکتریکی باید گفت که تفاوت در این دو نوع ماده از نظر رسانایی، وجود الکترون آزاد در لایه آخر اتم است. هر جسم یا مادهای که در لایه آخر اتمهای خود، الکترون آزاد داشته باشد به عنوان جسم رسانا شناخته شده و در صورتی که فاقد این الکترون باشد، مانند پلاستیک و چوب و غیره، به عنوان جسم عایق یا نارسانا معرفی میشود.
الکترونهای آزاد در اطراف هسته اتم در حال گردش هستند و زمانی که در یک انرژی الکتریکی به اولین الکترون در جسم رسانا وارد میشود، انرژی آن به باعث میشود که الکترون در اتم بعدی جابجا شود و این روند در سراسر جسم رسانا رخ داده و باعث حرکت جریان الکتریکی میشود.
جریان الکتریکی چگونه ایجاد می شود؟
اصلیترین عامل برای ایجاد انواع جریان الکتریکی در یک جسم رسانا، اختلاف پتانسیل در دو طرف آن است؛ در واقع اختلاف پتانسیل عاملی است که میتواند الکترونهای آزاد در اتمهای جسم رسانا را به حرکت درآورده و جریان ایجاد کند. روشهای مختلفی برای ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو طرف یک جسم رسانا وجود دارد؛ میدان مغناطیسی، نیروی گردشی و فرایندهای شیمیایی از اصلیترین روشها محسوب میشوند که باعث حرکن الکترونها آزاد به سمت پتانسیل مثبت شده و انتقال بار الکتریکی در داخل جسم را انجام میدهند. در این حالت است که میتوان گفت جریان الکتریکی در جسم ایجاد شده و به الکترونها، حاملهای بار گفته میشود.
جهت قراردادی جریان الکتریکی چیست؟
همانطور که اشاره شد حرکت الکترونها در مدار الکتریکی باعث به وجود آمدن جریان الکتریکی میشود؛ حرکت الکترونها از ترمینال منفی در منبع تغذیه آغاز شده و به سمت ترمینال مثبت ادامه پیدا میکند. اما در علم برق و الکترونیک جهت قراردادی برعکس بوده و از سمت مثبت منبع تغذیه به سمت منفی نشان داده میشود؛ در واقع هدف از این جهت این است که جریان الکتریکی از سمت پتانسیل بیشتر به سمت پتانسیل کمتر در حال حرکت است.
جهت قراردادی برای نشان دادن انواع جریان الکتریکی در مدار در اواسط قرن 17 میلادی در نظر گرفته شد و بعدها با اینکه دانشمندان و فیزیکدانان متوجه جهت واقعی جریان و الکترونها در مدار شدند، در آن تغییری ایجاد نکردند و همچنان در مباحث علمی جهت جریان از سمت مثبت به منفی نشان داده میشود.
بیشتر بخوانید: ۱۰ نکته مهم و کاربردی در مورد موتورگیربکسهای صنعتی
انواع جریان الکتریکی کدام است؟
جریان الکتریکی به منبع سازنده آن وابسته است و بر این اساس در دو دسته اصلی تقسیمبندی میشود. در واقع انواع جریان الکتریکی و ویژگیهای هر کدام را منبع سازنده آنها تعیین میکند.
جریان متناوب (Alternating Current)
اولین نوع جریان الکتریکی که به اختصار AC نامیده میشود، جریان متناوب است؛ جریان متناوب به شکلی است که جهت عبور آن و جهت مغناطیسی حاصل از آن در هر دوره زمانی مشخص، معکوس میشود. جریان AC همان جریانی است که در نیروگاهها تولید شده و از طریق خطوط انتقال برق به مصرفکنندگان در شهرها میرسد. در واقع برق خروجی از پریز خانهها که کلیه وسایل برقی برای کار کردن از آن استفاده میکنند، برق با جریان AC یا متناوب است.
در جریانهای AC شکل موج متداول حالت سینوسی دارد؛ در این شکل از موج جهت جریان در نیم موج مثبت و نیم موج منفی به ترتیب مثبت و معکوس است. میزان و شدت از مهمترین پارامترها در انواع جریان الکتریکی محسوب میشوند؛ اما در جریان AC فرکانس موج متناوب سیگنال جریان پارامتری دیگری است که از اهمیت زیادی برخوردار است. به عنوان مثال برق شهری که در منازل شهر تهران تولید میشود شدت بین 15 تا 25 آمپر و فرکانس 50 هرتز دارد.
بیشتر بخوانید: الکتروموتور تک فاز چیست؟
جریان مستقیم (Direct Current)
یکی دیگر از انواع جریان الکتریکی که به اختصار DC نامیده میشود، جریان مستقیم است که رفتار آن کاملا در تضاد با جریان متناوب است؛ در واقع در جریان DC جهت جاری شدن جریان یا حرکت الکترونها همواره ثابت و مشخص است و تغییری در آن دیده نمیشود. این نوع جریان معمولا توسط یک سری منابع خاص تولید میشوند که از سلولهای الکتروشیمیایی میتوان به عنوان یکی از بهترین منابع سازنده این جریان نام برد؛ سلولهای الکتروشیمیایی همان باتریها هستند که در دستگاهها و تجهیزات مختلف استفاده شده و جریان DC تولید میکنند.
جریان مستقیم دارای یک موج ثابت و ایستا بوده و بر اساس آن در مدارهای الکتریکی منتشر میشود. از این نوع از جریان الکتریکی در تجهیزاتی استفاده میشود که برای کار کردن به برق با جریان مستقیم نیاز دارند. برق مورد نیاز خودرو یا فرایند الکترولیز مواد شیمیایی دو نمونه از تجهیزات و فرایندهایی هستند که به این نوع جریان الکتریکی نیاز دارند.
بیشتر بخوانید: الکتروموتور سه فاز و مشخصات و کاربردهای آن در صنعت
اندازهگیری جریان الکتریکی چگونه انجام میشود؟
پس از آشنایی با انواع جریان الکتریکی و ویژگیها و خصوصیات هر کدام، در مورد اندازهگیری جریان در مدار باید به این نکته اشاره کرد که از دستگاهی به نام آمپرمتر برای این کار استفاده میشود. البته امروزه با توسعه و پیشرفت فناوری شاهد این موضوع هستیم که از آمپرمتر در مدارها و آزمایشهای پایهای کمتر استفاده میشود و از مولتیمترها و از بخش سنجش جریان آن برای این منظور استفاده میکنند.
اما به طور کلی برای اندازهگیری جریان الکتریکی در یک مدار با استفاده از آمپرمتر، این وسیله باید در مسیر مورد نظر برای اندازهگیری در مدار و به صورت سری متصل شده باشد. به عبارت سادهتر باید آمپرمتر به نحوی در مدار قرار بگیرد که انگار جزوی از مدار الکتریکی و قطعات داخلی آن است.
سخن آخر
وجود اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو سر یک جسم رسانا باعث به وجود آمدن جریان الکتریکی میشود که از مهمترین و اساسیترین پارامترها در عملکرد و کارکرد صحیح دستگاهها و تجهیزات مختلفی است که برای کار کردن به انرژی الکتریکی نیاز دارند. در واقع در صورتی که اختلاف پتانسیل در رسانا وجود نداشته باشد جریان برقرار نشده و در واقع برق وجود نخواهد داشت. منبعی که باعث به وجود آمدن این اختلاف پتانسیل میشود، ایجاد کننده انواع جریان الکتریکی است که در دو دسته مستقیم و متناوب تقسیمبندی میشوند. این دو نوع از جریان الکتریکی مشخصات و ویژگیهای منحصر به فردی دارند که به همین دلیل برای یک سری دستگاهها و تجهیزات و مصارف مشخص به کار گرفته میشوند.
شما میتوانید انواع دستگاههای خط تولید و ماشین آلات صنعتی مانند خرید الکتروموتور و خرید پمپ صنعتی و استعلام قیمت گیربکس صنعتی و موتور ویبره را از سام تجهیز انجام دهید. مشاوره تلفنی و آنلاین سام تجهیز به شما کمک میکند تا بهترین خرید را برای ماشین آلات و تجهیزات صنعتی تجربه کنید.
