شدت جریان الکتریکی

شدت جریان الکتریکی به صورت نرخ تغییر بار الکتریکی نسبت به زمان تعریف شده و با نماد I نشان داده می‌شود.

کمی علمی تر:

همانطور که در توضیح جریان الکتریکی گفته شد، الکترون های ِآزاد یک رسانای فلزی مثلا قسمتی از طول یک سیم مسی همانند مولکول های گاز موجود در یک ظرف حرکت کاتوره ای دارند . این الکترون ها راستای مشخصی درامتداد سیم ندارند . اگر یک صفحه ی فرضی از سیم بگذرانیم آهنگ عبور الکترون ها در سیم از راست به چپ با آهنگ عبور آنها از چپ به راست یکسان است یعنی آهنگ خالص عبور الکترون ها صفر است .
هرگاه دو انتهای این سیم رابه باتری وصل شود یک میدان الکتریکی در هر نقطه ی داخل سیم بر قرار می شود . اگر اختلاف پتانسیل به وسیله یک باطری 10 ولت ثابت نگه داشته شود و طول سیم 5 متر باشد شدت این میدان در هر نقطه 2 ولت بر متر خواهد بود . این میدان الکتریکی که با E نمایش می دهیم بر الکترون ها اثر می گذارد و حرکتی در خلاف جهت میدان اصلی به الکترون ها می دهد در این صورت می گوییم جریان الکتریکی بر قرار شده است . اگر از هر مقطع رسانا بار خالص q در مدت زمان t بگذرد جریان عبارت است از:

I=q/t

از نظر فرمولی جریان الکتریکی برابر است با مقدار بار الکتریکی (q) که در مدت زمان (t) از هر مقطع از رسانا عبور می کند بنابراین یکای آن بار(کولن) بر زمان (ثانیه) می باشد که به افتخار آندره-ماری آمپر دانشمند فرانسوی، آنرا آمپر می نامند. همچنین یکای جریان الکتریکی در دستگاه بین المللی یکاها (SI)، نیز آمپر(A) می باشد.

واحد:

یکای q در سیستم SI ، کولن و یکای t ثانیه است .
یکای مناسب برای I آمپر است و با A نشان می دهیم .
جریان i در تمام مقاطع رسانا یکسان است اگر چه ممکن است مساحت این مقاطع در نقاط مختلف متفاوت باشد مانند عبور آب در لوله که از هر مقطع لوله ثابت است اگر مقطع تغییر کند آب در جایی که مقطع لوله کوچکتر است سریعتر عبور می کند و بر عکس . به طوری که آهنگ حجمی آب که می تواند بر حسب لیتر بر ثانیه اندازه گیری شود بدون تغییر باقی می ماند.

چرا I نماد شدت جریان الکتریکی است؟

از نظر تاریخی نماد جریان I، از واژه فرانسوی intensité de courant که به معنی شدت جریان است، گرفته شده است.این نماد برای نخستین بار توسط دانشمند فرانسوی، آندره ماری آمپر که واحد شدت جریان الکتریکی به نام اوست، به کار برده شد. واحد جریان الکتریکی در دستگاه SI، آمپر است. به همین علت بعضی اوقات جریان الکتریکی بطور غیر رسمی و به دلیل همانندی با واژه ولتاژ، آمپراژ خوانده می‌شود.

جهت جریان:

جهت قراردادی جریان از ابتدا در جهت عبور بارهای مثبت تعریف شده است. هرچند می‌دانیم که در صورت داشتن رسانای فلزی، جریان الکتریسته، ناشی از عبور بارهای منفی، یعنی الکترون‌ها، (در خلاف جهت جریان) است.

چنانچه در تصویر زیر مشاهده می شود، طبق قرارداد، جهت جریان از قطب مثبت باتری خارج و به قطب منفی وارد می شود. اما در حقیقت الکترون ها که در قطب منفی باتری انباشته شده اند، از آن خارج شده و از طریق مدار به قطب مثبت باتری وارد می شوند.

بین شدت جریان الکتریکی، مقاومت الکتریکی رسانا و اختلاف پتانسیل اعمال شده به دو سر آن رابطه ای وجود دارد که به قانون اهم معروف است. جهت مطالعه بیشتر در این خصوص به قسمت مربوط به آن مراجعه نمایید.