۱. بار الکتریکی چیست؟

بار الکتریکی (Electric Charge) یکی از خواص ذرات بنیادی مثل الکترون‌ها و پروتون‌هاست که باعث ایجاد نیروی الکترواستاتیکی بین آن‌ها می‌شود. واحد آن کولن است.

 ساختار اتم و نمایش بار الکترون و پروتون

۲. ولتاژ یا اختلاف پتانسیل چیست؟

ولتاژ نیروی محرکه‌ای است که باعث حرکت بارهای الکتریکی در مدار می‌شود. مثل فشار آب در لوله است. واحد آن ولت (V) است.

تشبیه ولتاژ به فشار آب برای فهم بهتر برای ولتاژ الکتریکی

۳. جریان الکتریکی چیست؟

جریان الکتریکی یعنی حرکت الکترون‌ها در یک مدار. جهت جریان واقعی از منفی به مثبت و جهت جریان قراردادی از مثبت به منفی است. که واحد آن آمپر (A) است.

دلیل داشتن دو نوع جریان: دلیل این است که جریان قرار دادی، باعث می شود که مفاهیم شدت جریان و جهت آن و مسائل مربوط به آن مانند اختلاف پتانسیل(ولتاژ) و… بهتر درک شود و توجیه پذیری بهتری داشته باشد. مثلا ایکنه میدانیم پتانسیل الکتریکی، به سهم هر یک کولن بار از انرژي پتانسیل الکریکی گفته می‌شود. حال آنکه اگر بر فرضِ جریان واقعی بگوییم، وقتی که جریان از مقاومتی مانند لامپ گذر میکند، باید انرژی پتانسیل الکتریکی خود را به لامپ دهد تا لامپ از آن انرژی، در جهت تولید نور بهره ببرد. بنابراین انرژي پتانسیل الکتریکی آن جریان کاهش میابد و به تبع سهم هر یک کولن بار از انرژی پتانسیل الکتریکی هم کاهش میابد و گفتیم که به این سهم، همان پتانسیل میگویند. در نتیجه پتانسیل هم کاهش میابد. پس باید پتانسیل جریان ورودی به مقاومت(لامپ) از پتانسیل جریان خروجی آن بیشتر باشد ولی میدانیم که جریان واقعی بر مبنای حرکت الکترون هاست و الکترون ها از پتانسیل کمتر به بیشتر حرکت میکنند و یعنی در واقعیت پتانسیل جریان ورودی به مقاومت نسبت به پتانسیل جریان خروجی کمتر است. میبینید که طبق جریان واقعی، در اینجا، نسبت پتانسیل جریان ورودی به خروجی با واقعیت، فرق دارد و خلاف هم اند. به همین دلیل است که جریان قرار دادی هنوز هم وجود دارد چرا که جریان قرار دادی، این بحث را توجیه میکند.

 مدار ساده شامل باتری و لامپ با نمایش جریان

۴. ارتباط بین ولتاژ، جریان و مقاومت

بر اساس قانون اهم: V = I × R
که در آن V = ولتاژ، I = جریان و R = مقاومت است.

 مثلث قانون اهم برای حفظ ساده فرمول

نتیجه‌گیری!

درک درست از ولتاژ، جریان و بار الکتریکی، قدم اول برای ورود به دنیای جذاب الکترونیک است. با دانستن این مفاهیم، می‌توانید مدارها را تحلیل کنید و تعمیرات، پروژه ها، اختراعات را بدست بیاورید.

سوالات متداول

ولتاژ و جریان چه تفاوتی دارند؟

ولتاژ نیروی محرکه‌ای برای حرکت بارهاست، اما جریان خودِ حرکت الکترون‌ها در مدار است.

آیا می‌توان جریان بالا ولی ولتاژ پایین داشت؟

بله، در برخی منابع تغذیه مانند باتری‌های لیتیمی، این حالت وجود دارد.