جریان ، مقاومت و ولتاژ هر سه مفاهیم فیزیکی هستند ، که به واسطه آن ها قادر به درک عملکرد تجهیزات و دستگاه های مختلفی هستیم . البته به واسطه آن ها و قوانین میانشان ، قادر به ساخت و تولید دستگاه ها و تجهیزات متعدد می باشیم . در این مقاله یک سری توضیحات ساده و روان را در خصوص این سه پارامتر بیان می نماییم .
بیشتر بخوانید: آشنایی با سیم پیچ ترانسفورماتور
جریان الکتریکی چیست ؟
در مبحث جریان ، مقاومت و ولتاژ ، ابتدا جریان را تعریف خواهیم کرد . باید گفت جریان الکتریکی نیز یک مفهوم در فیزیک است ، که به جابجایی بار الکتریکی در طول زمان در یک مدار الکتریکی اشاره دارد . جریان الکتریکی معمولاً با واحد آمپر ( A ) اندازه گیری می شود .
جریان الکتریکی زمانی که بارهای الکتریکی ( الکترون ها یا دسته های مثبت ) در یک مدار حرکت می کنند ، به وجود می آید ، که البته به صورت حرکت بارها در مدار الکتریکی نیز توصیف می شود .
مقدار جریان الکتریکی بستگی به نرخ جابجایی بارها دارد ، به عبارت دیگر ، تعداد بارها که در یک واحد زمان عبور می کنند . این نرخ جابجایی بارها توسط ولتاژ مشخص می شود ، که از طریق مدار عبور می کند و با استفاده از قانون اهم ( قانونی در فیزیک ) می توان آن را محاسبه کرد .
جریان الکتریکی می تواند در مدارهای DC ( جریان مستقیم ) و AC ( جریان متناوب ) وجود داشته باشد و نقش مهمی در عملکرد بسیاری از دستگاه ها و سیستم های الکتریکی دارد .
مقاومت الکتریکی چیست ؟
دومین آیتمی که در مبحث جریان ، مقاومت و ولتاژ ، آن را معرفی خواهیم کرد ، مقاومت الکتریکی است ، که نشان دهنده میزان مقاومت یا سد الکتریکی در برابر جریان الکتریکی در یک ماده یا اجزای مدار می باشد . می توان گفت مقاومت الکتریکی معمولاً با نماد Rو با واحد اهم ( Ω ) نشان داده می شود .
مقاومت الکتریکی به برخورد بارهای الکتریکی با مقاومت در مدار الکتریکی برمی گردد ، که منجر به تولید گرما و کاهش انرژی الکتریکی می شود . مقاومت الکتریکی نسبت تغییر ولتاژ به جریان الکتریکی را تعیین می کند .
باید گفت مقاومت به عامل های مختلفی بستگی دارد ، از جمله خاصیت و جنس ماده ، طول و مساحت قطعه ، و همچنین دما . این ویژگی الکتریکی باعث کنترل جریان الکتریکی در مدارها و دستگاه های الکتریکی شده است .
می توان گفت مقاومت الکتریکی با استفاده از قانون اهم قابل محاسبه می شود ، که نسبت ولتاژ به جریان را تعیین می کند . قانون اهم بیان می کند ، که ولتاژ ( V ) بین دو نقطه در یک مقاومت الکتریکی برابر با ضرب جریان ( I ) در مقاومت ( R ) است : V = I × R . در واقع مقاومت و ولتاژ دارای ارتباط با هم هستند .
مقدار مقاومت الکتریکی تاثیر مستقیم در میزان جریان الکتریکی دارد . مقاومت بالا به معنای کاهش جریان الکتریکی است ، در حالی که مقاومت کمتر باعث افزایش جریان می شود .
منظور از ولتاژ چیست ؟
در ادامه مبحث جریان ، مقاومت و ولتاژ لازم بوده ، تا ولتاژ را تعریف کنیم ، که البته بیانگر تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه در یک مدار الکتریکی است . ولتاژ معمولاً با واحد ولت ( V ) اندازه گیری می شود .
به طور ساده ، ولتاژ نشان دهنده قدرت یا فشار الکتریکی است ، که بین دو نقطه در یک مدار وجود دارد . ولتاژ در واقع اندازه انرژی الکتریکی بوده ، که به هر کولمب بار الکتریکی اعمال می شود .
برای انتقال جریان الکتریکی در یک مدار ، نیاز به وجود تفاوت پتانسیل یا ولتاژ است . ولتاژ می تواند توسط منابع تغذیه مانند باتری ، منبع تغذیه DC یا AC و سایر منابع الکتریکی ایجاد شود .
مقدار ولتاژ می تواند مثبت ، منفی یا صفر باشد و بستگی به تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه دارد . اختلاف ولتاژ بین دو نقطه ، جریان الکتریکی را تحریک می کند و انرژی الکتریکی را به اجزای مختلف یک مدار می فرستد .
استاندارد های رایج مربوط به جریان، مقاومت و ولتاژ
استانداردهای رایج مربوط به تعریف جریان، مقاومت و ولتاژ در مدارهای الکتریکی به صورت زیر است؛
- جریان (Current):
– جریان به مقدار الکتریکی اشاره دارد که از یک نقطه به نقطه دیگر در یک مدار جریان دار انتقال پیدا می کند.
– واحد جریان آمپر (Ampere) است که نشان دهنده تعداد الکترون هایی است که از یک نقطه به نقطه دیگر در یک ثانیه عبور می کنند.
– جریان معمولاً با نماد I نمایش داده می شود. - مقاومت (Resistance):
– مقاومت به اندازه مقاومت یا مانعی که برای جریان الکتریکی در یک مدار ایجاد می کند اشاره دارد.
– واحد مقاومت اهم (Ohm) است که نشان دهنده میزان مقاومت در برابر جریان الکتریکی است.
– مقاومت معمولاً با نماد R نمایش داده می شود. - ولتاژ (Voltage):
– ولتاژ تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه در یک مدار است.
– واحد ولتاژ ولت (Volt) است که نشان دهنده فشار یا توانایی ایجاد جریان الکتریکی است.
– ولتاژ معمولاً با نماد V نمایش داده می شود.
این استانداردهای مربوط به جریان، مقاومت و ولتاژ اساسی ترین مفاهیم در الکترونیک و الکتریسیته هستند و برای درک و تحلیل مدارهای الکتریکی بسیار حائز اهمیت می باشند.
این استانداردها توسط سازمان بین المللی استاندارد (IEC) و سازمان های ملی و بین المللی دیگر تعیین و ارائه می شوند. اهمیت این استانداردها در ایجاد یک زبان مشترک و قابل فهم برای افراد و شرکت های مختلف در صنایع الکترونیک و الکتریکی، تضمین ایمنی و کیفیت تجهیزات و فرآیندها، و ارتقاء هماهنگی و توافق بین مختلف ارائه کنندگان و کاربران این تکنولوژی ها می باشد.
اطلاعات بیشتر در مورد هر یک از این استانداردهای جریان، مقاومت و ولتاژ می تواند در منابع مرجع مربوطه و متون تخصصی مورد بررسی قرار گیرد.
رابطه ترانسفورماتور با جریان، مقاومت و ولتاژ
ترانسفورماتور یک دستگاه الکتریکی است که بتواند ولتاژ و جریان را تبدیل کند. ترانسفورماتور معمولاً از دو قسمت اصلی تشکیل شده است، شاخه ورودی (Primary) و شاخه خروجی (Secondary).
ترانسفورماتور به کمک اصول الکترومغناطیسی که توسط فیزیکدان مشهور مایکل فارادی در قرن نوزدهم ابداع شد، عملکرد خود را انجام می دهد. رابطه ترانسفورماتور با جریان، مقاومت و ولتاژ به صورت زیر است؛
- ولتاژ: ترانسفورماتور از ولتاژ برای تبدیل و انتقال انرژی استفاده می کند. ولتاژ ورودی و خروجی ترانسفورماتور به تعداد دورهایی که در هر شاخه وجود دارد مرتبط است. بنابراین، تغییر ولتاژ ورودی و خروجی ترانسفورماتور به نسبت نسبت دورهای شاخه های ورودی و خروجی می باشد.
- جریان: در رابطه با جریان، مقاومت و ولتاژ باید بگوییم، که ترانسفورماتور جریان الکتریکی را نیز تبدیل می کند. با توجه به قانون نگهداری بار، محصول جریان ولتاژ در شاخه ورودی برابر با محصول جریان ولتاژ در شاخه خروجی است. این به این معنی است که اگر ولتاژ در شاخه خروجی افزایش یابد، جریان نیز باید کاهش یابد و بالعکس.
- مقاومت: ترانسفورماتور مقاومتی ندارد زیرا در واقع یک دستگاه الکترومغناطیسی است که بر اساس قوانین فیزیک عمل می کند. اما مقاومت در سیم های ترانسفورماتور و همچنین در مدارهایی که به آن متصل می شوند وجود دارد که می تواند باعث افت ولتاژ و تبدیل انرژی به گرما شود.
با توجه به این توضیحات در رابطه به جریان، مقاومت و ولتاژ ، ترانسفورماتور به عنوان یکی از ابزارهای اساسی در انتقال و تبدیل انرژی الکتریکی اهمیت زیادی دارد و نقش مهمی در صنایع مختلف و نظام های برقی دارد. با خرید بهترین این محصول از مجموعه طاها ترانس می توانید این سه عامل را در شرایط ایده آلی برای تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی حفظ کنید.
رابطه بین جریان ، مقاومت و ولتاژ
جریان ، مقاومت و ولتاژ دارای یک رابطه ساده می باشند ، که در قوانین فیزیک فوق العاده کاربرد دارد . رابطه بین ولتاژ ( V ) ، جریان ( I ) و مقاومت ( R ) در یک مدار الکتریکی با استفاده از قانون اهم بیان می شود . قانون اهم تعیین می کند ، که ولتاژ بین دو نقطه در یک مقاومت برابر است با ضرب جریان در مقاومت :
V = I × R
این رابطه مشخص می کند ، که ولتاژ ( V ) بین دو نقطه در یک مدار الکتریکی ، به مقدار جریان ( I ) که از آن عبور می کند ، و همچنین مقاومت ( R ) در مدار بستگی دارد .
– می توان گفت اگر مقاومت ثابت باشد ، افزایش ولتاژ منجر به افزایش جریان خواهد شد.
– اگر ولتاژ ثابت باشد ، افزایش مقاومت منجر به کاهش جریان می شود.
– اگر جریانات ثابت باشد ، افزایش مقاومت منجر به افزایش ولتاژ خواهد شد .
این رابطه نشان می دهد ، که چگونه تغییر در جریان ، مقاومت و ولتاژ تأثیر متقابل دارند و چگونه تغییر در یکی از این پارامترها می تواند سایر پارامترها را تحت تأثیر قرار دهد .
کلام آخر
جریان ، مقاومت و ولتاژ را همیشه در مباحث فیزیک می بینیم ، اما زندگی ما به شدت به آن ها وابسته است ، چرا که بسیاری از تجهیزات و دستگاه ها که در زندگی آن ها را بکار می بریم ، به این سه عوامل و قوانین میان آن ها استوار هستند .
در صورتی که یکی از آن ها با تغییرات نا متعارفی رو به رو شود ، بقیه نیز دستخوش تغییر می شوند و با مشکلاتی همراه خواهیم بود .
از این رو برای محافظت از آن ها نیازمند تجهیزات خاصی تحت عنوان ترانسفورماتور هستیم . این تجهیزات با کنترل مقاومت و ولتاژ به سلامت دستگاه ها کمک بسیاری می کنند و از بروز آسیب جلوگیری می نمایند . مجموعه طاها ترانس یکی از بهترین تجهیزات را به بازار ارائه کرده و در اختیارتان قرار خواهد داد .
بیشتر بخوانید: تصفیه روغن ترانسفورماتور
