فيزياء

ما هو قانون أوم؟

<div id&equals;"wtr-content" &NewLine;&Tab; &Tab;data-bg&equals;"&num;FFFFFF" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-width&equals;"6" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mute&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fgopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement&equals;"bottom" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-content-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-touch&equals;"bottom" &NewLine;&Tab;&Tab; data-placement-offset-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-transparent&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-shadow&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-touch&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-non-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-comments&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-commentsbg&equals;"&num;ffcece" &NewLine;&Tab; &Tab;data-location&equals;"page" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedfg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-endfg&equals;"transparent" &NewLine;&Tab; &Tab;data-rtl&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;>&NewLine;<p>يعد قانون أوم حجر الأساس في وصف الدوائر الكهربية&period; ويُستخدَم في استنتاج العديد من المتغيرات التابعة لمرور التيار في الدائرة الكهربية، كالفقد الحراري الناتج عن مرور التيار&period; فما هو قانون أوم؟ وكيف يمكن صياغته من خلال حركة الجسيمات داخل الدائرة الكهربية؟<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading"><strong>شدة التيار<&sol;strong><&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>يعبر التيار عن حركة ا<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;a7-&percnt;d9&percnt;87&percnt;d9&percnt;8a-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d8&percnt;b4&percnt;d8&percnt;ad&percnt;d9&percnt;86&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;87&percnt;d8&percnt;b1&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d9&percnt;8a&percnt;d8&percnt;a9-&percnt;d9&percnt;88&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;85&percnt;d8&percnt;ac&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84-&percnt;d8&percnt;a7&percnt;d9&percnt;84&percnt;d9&percnt;83&percnt;d9&percnt;87&percnt;d8&percnt;b1&percnt;d8&percnt;a8&percnt;d9&percnt;8a&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">لشحنات الكهربية<&sol;a> خلال الموصل الكهربي سواء كانت شحنات موجبة أو شحنات سالبة&period; ولكننا نميل إلى أن نعبر عن اتجاه التيار باتجاه الشحنات الموجبة&period; فمثلا إذا طبق مجال كهربي &lpar;ورمزه E واتجاه من المصدر الموجب إلى المصدر السالب، كطرفي البطارية&rpar; على طرفي موصل ما، فإن اتجاه التيار سيكون في نفس اتجاه المجال الكهربي&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<figure class&equals;"wp-block-image size-full is-resized"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;06&sol;image&period;png" alt&equals;"" class&equals;"wp-image-51910" width&equals;"420" height&equals;"201" &sol;><&sol;figure>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>أما شدة التيار &lpar;ويرمز لها بالرمز I&rpar; فهي عدد الشحنات الكهربية &lpar;يرمز لها بالرمز q&rpar; المارة خلال زمن معين &lpar;t&rpar;&period; وبالتالي يمكن التعبير عن شدة التيار رياضيًا بالمعادلة الآتية&colon; I&equals;q&sol;t&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>ويمكننا النظر لمعني شدة التيار بشكل أعمق من خلال وصفها بتأثير المجال الكهربي على حركة الجسيمات&period; لنفترض موصل كهربي من النحاس على شكل أسطوانة وتتحرك الإلكترونات على سطحه حركة عشوائية&period; عند تطبيق مجال كهربي على السلك فإن حركة الإلكترونات تتأثر بقوة كهربية فاتجاه معاكس لاتجاه المجال&period; ونتيجة لتلك القوة فإن الإلكترونات تتحرك بسرعة تسمى «Ø³Ø±Ø¹Ø© الجرف &&num;8211&semi; drift velocity» في عكس اتجاه المجال&period; وقيمة سرعة الجرف اقل بكثير من قيمة سرعة حركة الإلكترونات العشوائية داخل الموصل بمقدار حوالي 10<sup>11 <&sol;sup>م&sol;Ø«&period; وتتمثل العلاقة الرياضية بين شدة التيار والمجال الكهربي كالتالي&colon; I&equals;σAE&period; ويدل الرمز A على المساحة التي يعبر منها التيار أما σ فهي التوصيلية الكهربية وهي ثابت خاص بكل مادة&period; ومن العلاقة الرياضية السابقة، فكلما اشتد المجال الكهربي زاد معه شدة التيار&period; &lbrack;1&rsqb;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<figure class&equals;"wp-block-image size-full is-resized"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;06&sol;image-1&period;png" alt&equals;"" class&equals;"wp-image-51911" width&equals;"415" height&equals;"239" &sol;><&sol;figure>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading"><strong>تأثير فرق الجهد على شدة التيار<&sol;strong><&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>نشر «Ø¬ÙˆØ±Ø¬ أوم &&num;8211&semi;  Georg Ohm» عام 1827 كتابه «The galvanic circuit investigated mathematically» والذي وضح فيه كيف تتأثر شدة التيار بفرق الجهد بين طرفي الموصل &lbrack;2&rsqb;&period; فرق الجهد يعبر عن مدى شدة المجال الكهربي على بعد مسافة معينةL&rpar;&rpar;&period; أي يمكن تمثيل فرق الجهد من العلاقة&colon; V&equals;E&period;L&period; وبالتالي يمكن كتابة قانون شدة التيار بالشكل الآتي&colon; I&equals;σAV&sol;L&period; وبالتالي فإن فرق الجهد يتناسب طرديًا مع شدة التيار فكلما ذاد فرق الجهد زاد التيار المار في الموصل&period; أما القيمة التي تساوي A&sol;Lσ فهي تعبر عن مقلوب المقاومة الكهربية &lpar;R&rpar;&period; وبالتالي يمكن كتابة قانون أوم بشكل ابسط ليكون&colon; V&equals;IR&period; <&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading"><strong>المقاومة الكهربية<&sol;strong><&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>المقاومة الكهربية هي ممانعة الموصل لمرور التيار، وبالتالي فإذا كان الموصل جيد التوصيل للكهرباء فمقاومته الكهربية أقل والعكس صحيح&period; وترتبط المقاومة الكهربية بكفاءة الموصل فقيمة المقاومة تتناسب أيضًا مع قيمة الفقد الحراري الناتج عن مرور التيار في ذلك الموصل&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading"><strong>شذوذ معظم الإلكترونيات الحديثة عن قانون أوم<&sol;strong><&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>تختلف المواد في توصيليتها الكهربية &lpar;σ&rpar; عن بعضها، حيث تتناسب التوصيلية مع بعض الخصائص المرتبطة بحركة الإلكترونات داخل المادة&period; وواحدة من تلك الخصائص هي زمن التصادمات بين الإلكترونات، فكلما زاد زمن التصادمات بين كل إلكترون زادت التوصيلية الكهربية&period; وترتبط أيضا بعدد الإلكترونات الحرة، فكلما زاد عددها زادت التوصيلية الكهربية&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>في الموصلات كلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد عدد التصادمات وبالتالي يقل زمن التصادم وتقل معه التوصيلية&period; ولكن الإلكترونيات الحديثة تصنع معظم مكوناتها من أشباه الموصلات&period; وأشباه الموصلات تزداد فيها عدد الإلكترونات الحرة بشكل كبير جدًا بزيادة درجة الحرارة، على عكس الموصلات فعدد إلكتروناتها الحرة شبه ثابت&period; فعند زيادة درجة حرارة اشباه الموصلات يقل زمن التصادمات، ولكن يزيد عدد الإلكترونات الحرة بشكل أكبر بكثير مما يجعل التوصيلية تزيد، عكس الموصلات&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>ذلك الاختلاف جعل الإلكترونيات الحديثة القائمة على اشباه الموصلات تشذ عن قانون أوم المعروف في الدوائر الكهربية المعتادة&period; بل وأعطى أيضا الإلكترونيات خصائص أحدث تربط الكهربية بمجالات أوسع من الطاقة، كربط الكهرباء بالطاقة الشمسية في الخلايا الشمسية&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">المصادر<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>&lbrack;1&rsqb; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;sciencedirect&period;com&sol;science&sol;article&sol;abs&sol;pii&sol;S0009261421001305" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">Fermi energy&comma; metals and the drift velocity of electrons<&sol;a><&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>&lbrack;2&rsqb; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;books&period;google&period;com&period;eg&sol;books&quest;id&equals;Qkh8AAAAIAAJ&amp&semi;printsec&equals;frontcover&amp&semi;hl&equals;ar&amp&semi;source&equals;gbs&lowbar;ge&lowbar;summary&lowbar;r&amp&semi;cad&equals;0&num;v&equals;onepage&amp&semi;q&amp&semi;f&equals;false" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">The galvanic circuit investigated mathematically<&sol;a><&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>&lbrack;3&rsqb; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;intechopen&period;com&sol;online-first&sol;80904" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">Temperature Dependence of Electrical Resistivity of &lpar;<em>III&comma; Mn<&sol;em>&rpar;<em>V<&sol;em> Diluted Magnetic Semiconductors<&sol;a><&sol;p>&NewLine;<div class&equals;"uwp&lowbar;widgets uwp&lowbar;widget&lowbar;author&lowbar;box bsui sdel-9a8e25eb" ><div class&equals;"d-block text-center text-md-start d-md-flex p-3 bg-light ">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;khalednabil&sol;"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2022&sol;06&sol;287017623&lowbar;1995256514018316&lowbar;4222554931341140366&lowbar;n&lowbar;uwp&lowbar;avatar&lowbar;thumb&period;jpg" class&equals;"rounded-circle shadow border border-white border-width-4 me-3" width&equals;"60" height&equals;"60" alt&equals;"Khaled Khattab"><&sol;a>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<div class&equals;"media-body">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<h5 class&equals;"mt-0">Author&colon; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;khalednabil&sol;">Khaled Khattab<&sol;a><&sol;h5>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<p>معيد بقسم الفيزياء كلية علوم، جامعة دمنهور<&sol;p>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div><&sol;div><&sol;div><div style&equals;'text-align&colon;center' class&equals;'yasr-auto-insert-visitor'><&excl;--Yasr Visitor Votes Shortcode--><div id&equals;'yasr&lowbar;visitor&lowbar;votes&lowbar;c8b3f48994b6c' class&equals;'yasr-visitor-votes'><div class&equals;"yasr-custom-text-vv-before yasr-custom-text-vv-before-51909">اضغط هنا لتقييم التقرير<&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-second-row-container-c8b3f48994b6c' &NewLine; class&equals;'yasr-vv-second-row-container'><div id&equals;'yasr-visitor-votes-rater-c8b3f48994b6c' &NewLine; class&equals;'yasr-rater-stars-vv' &NewLine; data-rater-postid&equals;'51909' &NewLine; data-rating&equals;'0' &NewLine; data-rater-starsize&equals;'32' &NewLine; data-rater-readonly&equals;'false' &NewLine; data-rater-nonce&equals;'79bfbbed13' &NewLine; data-issingular&equals;'true' &NewLine; ><&sol;div><div class&equals;"yasr-vv-stats-text-container" id&equals;"yasr-vv-stats-text-container-c8b3f48994b6c"><svg xmlns&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;w3&period;org&sol;2000&sol;svg" width&equals;"20" height&equals;"20" &NewLine; class&equals;"yasr-dashicons-visitor-stats" &NewLine; data-postid&equals;"51909" &NewLine; id&equals;"yasr-stats-dashicon-c8b3f48994b6c"> &NewLine; <path d&equals;"M18 18v-16h-4v16h4zM12 18v-11h-4v11h4zM6 18v-8h-4v8h4z"><&sol;path> &NewLine; <&sol;svg><span id&equals;"yasr-vv-text-container-c8b3f48994b6c" class&equals;"yasr-vv-text-container">&lbrack;Average&colon; <span id&equals;"yasr-vv-average-container-c8b3f48994b6c">0<&sol;span>&rsqb;<&sol;span><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-loader-c8b3f48994b6c' class&equals;'yasr-vv-container-loader'><&sol;div><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-bottom-container-c8b3f48994b6c' class&equals;'yasr-vv-bottom-container'><&sol;div><&sol;div><&excl;--End Yasr Visitor Votes Shortcode--><&sol;div>

Related Post
Khaled Khattab

معيد بقسم الفيزياء كلية علوم، جامعة دمنهور

Share
Published by
Khaled Khattab

Recent Posts

هل “جي بي تي-5” كارثة؟: أم مجرد بداية صعبة لثورة الذكاء الاصطناعي التي تعثرت؟

بعد شهور من الترقب والحماس، أطلقت شركة "أوبن إيه آي" (OpenAI) نموذجها اللغوي الأحدث "جي…

16 ساعة ago

“علم الجوع”: العلم وراء المجاعة ورحلة الجسد القاتلة من الجوع إلى الانهيار التام

في عالمٍ تتباين فيه الأقدار حدّ التناقض، حيث تُزيَّن موائد البعض بأشهى الأطعمة وتُلتقط صورها…

يومين ago

“الجينوم الاصطناعي”: هل يكتب العلماء دستور الحياة من جديد؟

"تصميم الحياة " ثورة في عالم البيولوجيا التخليقية في خطوة جريئة وغير مسبوقة، أعلن تحالف…

3 أيام ago

“قرد داروين”.. قفزة صينية نحو عصر جديد من الحوسبة تحاكي الدماغ البشري

لطالما كان حلم محاكاة العقل البشري، هذا الأعجوبة البيولوجية المعقدة، هدفًا أسمى للعلماء والمهندسين. فمنذ…

4 أيام ago

لاري ريتشاردسون.. قصة القط الذي فضح هشاشة التقييم العلمي وأخلاقيات النشر الأكاديمي!

في عالم البحث العلمي، حيث تُبنى المسيرة المهنية للعلماء على أساس الأصالة والدقة العلمية والاعتراف…

4 أيام ago

حقنة بمليوني دولار: لماذا يعجز العلم عن تحقيق المساواة في علاج الأمراض النادرة؟

حكاية حقنة الأمل واليأس لم تكن حكاية على، الطفل المصاب بضمور العضلات الشوكي، والذي تبرع…

5 أيام ago