التيار الكهربائي هو تدفق الشحنة، مثل تدفق الماء في أنبوب. تيار أعلى = شحنة أكثر في الثانية. يقاس بالأمبير (A). الاتجاه: من الموجب إلى السالب (التقليدي)، أو تدفق الإلكترونات (من السالب إلى الموجب).

• 1 أمبير = 1 كولوم في الثانية (1 A = 1 C/s)
• التيار هو معدل التدفق، وليس الكمية
• التيار المستمر (DC): اتجاه ثابت (بطاريات)
• التيار المتردد (AC): اتجاه متناوب (مقبس الحائط)

الشحنة (Q) = كمية الكهرباء (كولوم). التيار (I) = معدل تدفق الشحنة (أمبير). الجهد (V) = الضغط الذي يدفع الشحنة. القدرة (P) = V × I (واط). كلها متصلة ولكنها مختلفة!

• الشحنة Q = الكمية (كولوم)
• التيار I = معدل التدفق (أمبير = C/s)
• الجهد V = الضغط الكهربائي (فولت)
• يتدفق التيار من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض

التيار التقليدي: من الموجب إلى السالب (تاريخي). تدفق الإلكترونات: من السالب إلى الموجب (فعلي). كلاهما يعمل! تتحرك الإلكترونات بالفعل، لكننا نستخدم الاتجاه التقليدي. لا يؤثر على الحسابات.

• التقليدي: من + إلى - (قياسي في الرسوم البيانية)
• تدفق الإلكترونات: من - إلى + (الواقع المادي)
• كلاهما يعطي نفس الإجابات
• استخدم التقليدي لتحليل الدوائر

الأمبير (A) هو الوحدة الأساسية للتيار في النظام الدولي (SI). إحدى الوحدات الأساسية السبع في النظام الدولي. معرف من الشحنة الأولية منذ عام 2019. تغطي البادئات من أتو إلى ميجا جميع النطاقات.

• 1 A = 1 C/s (تعريف دقيق)
• kA للطاقة العالية (لحام، برق)
• mA، µA للإلكترونيات، أجهزة الاستشعار
• fA، aA للأجهزة الكمومية، أجهزة الإلكترون الواحد

C/s و W/V تعادلان الأمبير بالتعريف. C/s يوضح تدفق الشحنة. W/V يوضح التيار من القدرة/الجهد. الثلاثة متطابقة.

• 1 A = 1 C/s (تعريف)
• 1 A = 1 W/V (من P = VI)
• الثلاثة متطابقة
• وجهات نظر مختلفة حول التيار

الأبأمبير (EMU) والستات أمبير (ESU) من نظام CGS القديم. البيوت = أبأمبير. نادرة اليوم ولكنها تظهر في نصوص الفيزياء القديمة. 1 abA = 10 A؛ 1 statA ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A.

• 1 أبأمبير = 10 A (EMU)
• 1 بيوت = 10 A (مثل الأبأمبير)
• 1 ستات أمبير ≈ 3.34×10⁻¹⁰ A (ESU)
• عفا عليها الزمن؛ أمبير النظام الدولي هو المعيار

I = V / R (التيار = الجهد ÷ المقاومة). اعرف الجهد والمقاومة، تجد التيار. أساس كل تحليل للدوائر. خطي للمقاومات.

• I = V / R (التيار من الجهد)
• V = I × R (الجهد من التيار)
• R = V / I (المقاومة من القياسات)
• تبديد القدرة: P = I²R

عند أي تقاطع، التيار الداخل = التيار الخارج. Σ I = 0 (مجموع التيارات = صفر). الشحنة محفوظة. أساسي لتحليل دوائر التوازي.

• ΣI = 0 عند أي عقدة
• التيار الداخل = التيار الخارج
• حفظ الشحنة
• يستخدم لحل الدوائر المعقدة

التيار = سرعة انجراف حاملات الشحنة. في المعادن: تتحرك الإلكترونات ببطء (≈mm/s) لكن الإشارة تنتشر بسرعة الضوء. عدد الحاملات × السرعة = التيار.

• I = n × q × v × A (مجهري)
• n = كثافة الحاملات، v = سرعة الانجراف
• تتحرك الإلكترونات ببطء، الإشارة سريعة
• في أشباه الموصلات: إلكترونات + فجوات

USB: 0.5-3 A (من الشحن القياسي إلى السريع). شحن الهاتف: 1-3 A نموذجي. الكمبيوتر المحمول: 3-5 A. الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED): 20 mA نموذجي. تستخدم معظم الأجهزة نطاق mA إلى A.

• USB 2.0: 0.5 A كحد أقصى
• USB 3.0: 0.9 A كحد أقصى
• USB-C PD: حتى 5 A (100W @ 20V)
• شحن الهاتف السريع: 2-3 A نموذجي

الدوائر المنزلية: قواطع 15-20 A (الولايات المتحدة). المصباح الكهربائي: 0.5-1 A. الميكروويف: 10-15 A. مكيف الهواء: 15-30 A. شحن السيارة الكهربائية: 30-80 A (المستوى 2).

• مقبس قياسي: دائرة 15 A
• الأجهزة الرئيسية: 20-50 A
• السيارة الكهربائية: 30-80 A (المستوى 2)
• المنزل بالكامل: خدمة 100-200 A

اللحام: 100-400 A (بالعصا)، 1000+ A (بالبقعة). البرق: 20-30 kA متوسط، 200 kA ذروة. المدافع الكهرومغناطيسية: ميجاأمبير. مغناطيسات فائقة التوصيل: 10+ kA ثابت.

• لحام القوس: 100-400 A
• لحام البقعة: نبضات 1-100 kA
• البرق: 20-30 kA نموذجي
• تجريبي: نطاق MA (المدافع الكهرومغناطيسية)

كل خطوة بادئة = ×1000 أو ÷1000. kA ← A: ×1000. A ← mA: ×1000. mA ← µA: ×1000.

• kA ← A: اضرب في 1,000
• A ← mA: اضرب في 1,000
• mA ← µA: اضرب في 1,000
• العكس: اقسم على 1,000

I = P / V (التيار = القدرة ÷ الجهد). لمبة 60W عند 120V = 0.5 A. ميكروويف 1200W عند 120V = 10 A.

• I = P / V (أمبير = واط ÷ فولت)
• 60W ÷ 120V = 0.5 A
• P = V × I (القدرة من التيار)
• V = P / I (الجهد من القدرة)

I = V / R. اعرف الجهد والمقاومة، تجد التيار. 12V عبر 4Ω = 3 A. 5V عبر 1kΩ = 5 mA.

• I = V / R (أمبير = فولت ÷ أوم)
• 12V ÷ 4Ω = 3 A
• 5V ÷ 1000Ω = 5 mA (= 0.005 A)
• تذكر: اقسم للحصول على التيار

منفذ USB يوفر 5V. الجهاز يستهلك 500 mA. ما هي القدرة؟

P = V × I = 5V × 0.5A = 2.5W (USB 2.0 قياسي)

مصدر طاقة 5V، LED يحتاج 20 mA و 2V. ما هي المقاومة المطلوبة؟

انخفاض الجهد = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω. استخدم 150Ω أو 180Ω.

ثلاثة أجهزة: 5A، 8A، 3A على نفس الدائرة. ما هو القاطع المناسب؟

المجموع = 5 + 8 + 3 = 16A. استخدم قاطع 20A (الحجم القياسي التالي الأكبر لهامش أمان).

عندما تقف على الأرض، يكون لدى جسمك تيار تسرب مستمر يبلغ حوالي 100 µA إلى الأرض. من الحقول الكهرومغناطيسية، الشحنات الساكنة، موجات الراديو. آمن وطبيعي تمامًا. نحن كائنات كهربائية!

متوسط صاعقة البرق: 20-30 kA (20,000 A). يمكن أن تصل الذروة إلى 200 kA. لكن المدة أقل من 1 مللي ثانية. الشحنة الإجمالية: حوالي 15 كولوم فقط. تيار عالٍ، وقت قصير = يمكن النجاة منه (أحيانًا).

1 mA 60 Hz AC: إحساس بالوخز. 10 mA: فقدان السيطرة على العضلات. 100 mA: رجفان بطيني (مميت). 1 A: حروق شديدة، توقف القلب. مسار التيار مهم — عبر القلب هو الأسوأ.

مقاومة صفرية = تيار لا نهائي؟ ليس تمامًا. للموصلات الفائقة 'تيار حرج' — إذا تجاوزته، تنكسر الموصلية الفائقة. مفاعل الاندماج ITER: 68 kA في ملفات فائقة التوصيل. لا حرارة، لا خسارة!

تُقاد الصمامات الثنائية الباعثة للضوء بالتيار، وليس الجهد. نفس الجهد، تيار مختلف = سطوع مختلف. تيار زائد؟ يموت الـ LED على الفور. استخدم دائمًا مقاومًا لتحديد التيار أو محرك تيار ثابت.

المدافع الكهرومغناطيسية: 1-3 MA (مليون أمبير) لأجزاء من الثانية. قوة لورنتز تسرع القذيفة إلى ماخ 7+. تتطلب بنوك مكثفات ضخمة. سلاح بحري مستقبلي.

فولتا يخترع البطارية. أول مصدر للتيار الكهربائي المستمر. يتيح التجارب الكهربائية المبكرة.

أورستد يكتشف أن التيار يولد مجالًا مغناطيسيًا. يربط بين الكهرباء والمغناطيسية. أساس الكهرومغناطيسية.

أوم ينشر V = IR. يصف قانون أوم العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة. رُفض في البداية، وهو الآن أساسي.

فاراداي يكتشف الحث الكهرومغناطيسي. المجال المغناطيسي المتغير يخلق تيارًا. يتيح المولدات والمحولات.

أول مؤتمر دولي للكهرباء يعرف الأمبير بأنه 'وحدة عملية' للتيار.

نظام التيار المتردد لتسلا يفوز في 'حرب التيارات' في المعرض العالمي. يمكن تحويل التيار المتردد، أما التيار المستمر فلا (في ذلك الوقت).

المؤتمر العام للأوزان والمقاييس (CGPM) يعرف الأمبير: 'التيار الثابت الذي ينتج قوة 2×10⁻⁷ نيوتن/متر بين الموصلات المتوازية.'

إعادة تعريف النظام الدولي (SI): يعرف الأمبير الآن من الشحنة الأولية (e). 1 A = (e/1.602×10⁻¹⁹) إلكترون في الثانية. دقيق بالتعريف.

الجهد هو ضغط كهربائي (مثل ضغط الماء). التيار هو معدل التدفق (مثل تدفق الماء). الجهد العالي لا يعني تيارًا عاليًا. يمكن أن يكون لديك 10,000V مع 1 mA (صدمة ساكنة)، أو 12V مع 100 A (مشغل السيارة). الجهد يدفع، التيار يتدفق.

التيار يقتل، وليس الجهد. 100 mA عبر قلبك يمكن أن يكون مميتًا. لكن الجهد العالي يمكن أن يفرض تيارًا عبر جسمك (V = IR). لهذا السبب الجهد العالي خطير — يتغلب على مقاومة جسمك. التيار هو القاتل، والجهد هو الممكن.

يسبب التيار المتردد 60 Hz تقلصات عضلية بتردد شبكة الطاقة. لا يمكنك الإفلات (تشنج عضلي). يسبب التيار المستمر صدمة واحدة. التيار المتردد أخطر بـ 3-5 مرات عند نفس مستوى التيار. أيضًا: قيمة RMS للتيار المتردد = المكافئ الفعال للتيار المستمر (120V AC RMS ≈ 170V ذروة).

المنزل بالكامل: لوحة خدمة 100-200 A. مقبس واحد: دائرة 15 A. مصباح كهربائي: 0.5 A. ميكروويف: 10-15 A. مكيف هواء: 15-30 A. شاحن سيارة كهربائية: 30-80 A. يختلف الإجمالي، لكن اللوحة تحد من الحد الأقصى.

في الموصلات الفائقة، نعم! مقاومة صفرية تعني أن التيار يتدفق بجهد صفري (V = IR = 0). يمكن أن يتدفق تيار مستمر إلى الأبد. في الموصلات العادية، لا — تحتاج إلى جهد لدفع التيار. انخفاض الجهد = التيار × المقاومة.

كابل USB رفيع (مقاومة عالية). تيار زائد = تسخين مفرط. USB 2.0: 0.5 A (2.5W). USB 3.0: 0.9 A. USB-C PD: حتى 5 A (100W). تسمح الأسلاك السميكة، والتبريد الأفضل، والمفاوضات النشطة بتيار أعلى بأمان.