آموزش برق به زبان ساده (آشنایی با اصطلاحات برق)

الکترون معنای یونانی کهربا ست کهربا ماده ای است که در مالش به پارچه پشمی باردار شده و خرده های کوچک کاه را جذب می کند این ربایش به علت نیرویی مرموز اتفاق می افتد که یونانیان آن را الکتریسیته نامیده اند.

اجزای ماده

همه مواد از مولکول هایی شکل می گیرند که آن ها نیز خود از اتم ها ساخته می شوند. اتم ها از دو جز اصلی الکترون و هسته ساخته می شوند که الکترون ها در مدارهای مشخص به دور هسته در گردش هستند.

چه عاملی سبب ماندن الکترون در مدار مشخص خود می شود؟

بین الکترون و هسته نیروی جاذبه الکتریکی وجود دارد که اندازه آن برابر نیروی دافعه گریز از مرکز ناشی از چرخش سریع الکترون به دور هسته است.

درون هسته چیست؟

هسته شامل ذرات بسیاری است که مهم ترین آن ها از نظر جرم پروتون و نوترون است.

بارالکتریکی چیست؟

بین الکترون ها و پروتون ها نیروی جاذبه و بین خودشان با هم نیروی دافعه وجود دارد که ماهیت این نیروها هنوز شناخته نشده است، اما برای تحلیل ساده تر بارالکتریکی را مطرح کرده که برای الکترون با علامت منفی و برای پروتون با علامت مثبت مشخص شده است.

چگونه می توان مواد را باردار کرد؟

روش های باردار کردن ماده همان روش های تولید الکتریسیته است. به عبارت دیگر می توان با استفاده از این روش ها الکتریسیته تولید کرد. ساده ترین این روش ها مالش دو ماده به هم است که باعث می شود الکترون ها از یک ماده به ماده دیگری بروند و در نتیجه اختلاف بار بین دو ماده ایجاد شود. مثلا مالش یک میله شیشه ای به یک پارچه پشمی سبب باردارشدن هر دو ماده می شود که یکی بار مثبت(کمبود الکترون) و دیگری بار منفی(ازدیاد الکترون) می یابد.

نیروی الکتریکی چیست؟

بین بارهای الکتریکی اعم از مثبت یا منفی نیروی الکتریکی وجود دارد. این نیرو به مقدار بارالکتریکی و فاصله آن ها از هم بستگی دارد. مطابق قانون کولن مقدار نیرو از حاصل ضرب بارها در ضریب ثابتی که به جنس محیط بستگی دارد تقسیم بر مجذور فاصله بین دو بار به دست می آید. اما در تحلیل ساده تر هر چه مقدار بارها بیشتر باشد مقدار نیرو نیز بیشتر و هر چه فاصله آن ها بیشتر شود مقدار نیرو نیز کمتر می شود.

مواد در حالت عادی از نظر بارالکتریکی چگونه اند؟

همه مواد در حالت عادی دارای مقدار الکترون و پروتون مساویند به این دلیل از نظر برآیند بارهای الکتریکی خنثی می باشند.

چگونه می توان یک ماده خنثی را باردار کرد؟

هر گاه تعادل بین بارهای مثبت و منفی در یک جسم خنثی به هم بخورد ماده باردار شده است. به همین منظور تمام روش های تولید الکتریسیته کاری نمی کنند جز برهم زدن تعادل بین بارهای الکتریکی مثبت و منفی. می دانیم که الکترون نسبت به پروتون قابلیت جابه جایی و حرکت بیشتری دارد. بنابراین می توان با دادن یا گرفتن الکترون ماده را باردار کرد. اگر تعداد الکترون ها بیشتر از تعداد پروتون ها شود جسم بار منفی و در صورتی که عکس این حالت روی دهد جسم بار مثبت پیدا می کند.

باردار کردن مواد چه ربطی به تولید الکتریسیته دارد؟

اجازه دهید برای جواب به این سوال نخست مواد را دسته بندی کنیم. مواد از نظر هدایت الکتریکی به چند دسته تقسیم می شوند؟ مواد از نظر هدایت الکتریکی جز سه دسته زیر هستند:
الف- هادی ها؛ موادی که به راحتی برق را از خود عبور می دهند.
ب - عایق ها؛ موادی که برق را از خود عبور نمی دهند.
ج - نیمه هادی ها؛ این مواد در شرایط خاصی مانند هادی ها یا نیمه هادی ها عمل می کنند. اما در حالت عادی برق را به مقدار ناچیز از خود عبور می دهند.

جریان الکتریکی چیست؟

هرگاه حامل های الکتریسیته(الکترون ها) در یک هادی به حرکت درآیند جریان الکتریکی ایجاد می شوند. اما هر حرکت الکترونی جریان برق نیست. بلکه این حرکت باید در یک مسیر مشخص باشد. هر چقدر الکترون های بیشتری در زمان کمتری در مسیر مشخص حرکت کنند مقدار جریان نیز بیشتر می شود.

آمپر چیست؟

برای دانستن میزان جریان باید بتوان آن را با عدد بیان کرد که به همین منظور از واحد سنجش جریان که همان آمپر است استفاده می شود.

مقدار یک آمپر جریان چقدر است؟

هر گاه از یک هادی تعداد 28/6 ضربدر 10 بتوان 18 الکترون در یک ثانیه بگذرد این میزان الکترون در زمان یک ثانیه معرف یک آمپر جریان الکتریکی است.

ولتاژ چیست؟

دانستیم هر گاه الکترون ها در یک هادی در مسیر مشخصی به حرکت درآیند جریان الکتریکی ایجاد می شود. اما الکترون ها بدون دریافت نیرو و انرژی از مدار گردش به دور هسته خارج نمی شوند. بنابراین برای تولید جریان نیاز به یک نیرو داریم که آن را از منابع تولید نیرو مانند باتری می گیریم. به عبارت ساده تر نیروی لازم جهت ایجاد جریان ولتاژ نام دارد که واحد اندازه گیری آن ولت است.

چگونه می توان ولتاژ تولید کرد؟

این سوال پاسخ سوال دیگری نیز می تواند باشد که همان روش های تولید الکتریسیته است. می دانیم که انرژی تولید نمی شود، بلکه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می شود. از آن جایی که الکتریسیته هم انرژی است پس باید تبدیل شده انرژی های دیگر باشد. انرژی هایی که به صورت متعارف برای تولید برق به کار می رود عبارتند از؛ انرژی شیمیایی در باتری ها - انرژی مغناطیسی در ژنراتورها - انرژی نورانی در باتری های خورشیدی - انرژی حرارتی در ترموکوپل ها - انرژی ضربه ای در پیزو الکتریک و ... .

مقاومت چیست؟

الکترون ها در هادی به راحتی نمی توانند حرکت کنند زیرا در مسیر حرکت آن ها موانعی وجود دارد که به طور ساده آن ها را مقاومت هادی در برابر عبور جریان می گوییم. هر چقدر این موانع کمتر باشد عبور جریان بهتر صورت می گیرد و می گوییم جسم، هادی بهتری است. این موضوع نخستین بار توسط سیمون اهم، یک فیزیکدان آلمانی مطرح شد. به همین دلیل واحد اندازه گیری مقاومت اهم است.

منظور از مدار الکتریکی چیست؟

حال با دانستن سه فاکتور اساسی در برق(جریان ولتاژ مقاومت) مدار الکتریکی را تعریف می کنیم؛ هر مدار الکتریکی یک مجموعه از تولید کننده برق - مصرف کننده آن و سیم های ارتباطی بین این دو است.

چند نوع مدار الکتریکی داریم؟

دو نوع مدار الکتریکی وجود دارد مدار الکتریکی باز که در آن ارتباط بین تولید کننده در نقطه یا نقاطی قطع است و در نتیجه جریان در مدار وجود ندارد و مدار الکتریکی بسته که مسیر عبور جریان کامل است و مصرف کننده از تولیدکننده انرژی دریافت کرده و آن را به صورت های دیگر تبدیل می کند مانند یک لامپ که برق را به نور تبدیل می کند.

منظور از اتصالی در یک مدار یا اتصال کوتاه چیست؟

هر گاه در یک مدار بسته جریان از مسیری به جز مصرف کننده بگذرد و مقدار آن زیاد تر از حد مجاز باشد این وضعیت را اتصال کوتاه می گوییم. در حالت اتصال کوتاه، سیم کشی مدار و تولید کننده برق در معرض آسیب جدی قرار می گیرند زیرا جریان مدار بسیار زیاد شده و باعث داغ شدن سیم کشی و اضافه بارشدن منبع تولید کننده برق می گردند در نتیجه اتصال کوتاه باید سریعا و به صورت خودکار قطع شود که این وظیفه به عهده فیوز است.

اساس کار فیوز چیست؟

فیوز، یک عنصر حفاظتی در مدار است که هر گونه اضافه جریانی را که بیشتر از مقدار نوشته شده روی فیوز باشد تشخیص داده و آن را سریع قطع می کند. بدین صورت که جریان اضافه سبب تولید گرما در فیوز شده و یک سیم حساس به حرارت را که در مسیر عبور جریان و در داخل فیوز قرار دارد ذوب می کند و در نتیجه مسیر عبور جریان قطع شده و اتصال کوتاه به طور موقت برطرف می شود اما تا زمانی که عامل ایجاد کننده اتصال کوتاه مرتفع نگردد عوض کردن فیوز فایده ای ندارد.

خطرات ناشی از برق کدامند؟

خطراتی که از برق ناشی می شوند عموما به دو دسته خطرات آتش سوزی و خطرات برق گرفتگی تقسیم می شوند. در صورتی که در یک مدار الکتریکی اتصال کوتاه پیش آید و برطرف نشود جریان مدار به شدت افزایش یافته و حرارت زیادی تولید می کند. این حرارت سبب آتش گرفتن عایق سیم ها و گسترش آن به مواد آتش گیر دیگر است. خطر ناشی از برق گرفتگی مستقیما شخص را تهدید می کند.

جریان خطا چیست و چند نوع است؟

در صورتی که در مدار الکتریکی جریان از مسیر درست خود جاری نشود آن را جریان خطا می گویند. این جریان ممکن است از طریق اتصال بدنه به زمین جاری شود یا از مدار اصلی بگذرد که میزان آن بیشتر از حد مشخص مدار است که آن را اتصال کوتاه یا اضافه بار می گویند. در حالت اتصال کوتاه، دو نقطه ای از مدار که نسبت به هم دارای ولتاژ هستند به هم اتصال می یابند(توسط یک مقاومت بسیار کوچک) و در حالت اضافه بار تعداد مصرف کننده ها بیشتر از مقدار مجاز آن ها می شود.

منظور از برق گرفتگی چیست؟

اگر جریان برق از بدن انسان یا حیوان بگذرد برق گرفتگی ایجاد می شود. ممکن است اندازه جریان عبوری از بدن محسوس نباشد که در این صورت برق گرفتگی قابل تشخیص نیست. اما در صورتی که میزان جریان عبوری زیاد شود ابتدا شوک به بدن وارد می شود و در صورت زیادتر شدن جریان سبب قطع ضربان قلب، ایست تنفس و در نهایت مرگ مغزی می شود.

اندازه جریان و ولتاژ مجاز چقدر است؟

برای جریان متناوب 15 میلی آمپر و برای جریان مستقیم 60 میلی آمپر، ولتاژ متناوب 65 ولت و ولتاژ مستقیم 45 ولت است.

چگونه می توان شخص را از خطر برق گرفتگی محافظت کرد؟

به این منظور باید تمامی گزینه هایی را که سبب برق گرفتگی می شود یافت و آن ها را بی اثر کرد. مهم ترین عاملی که سبب برق گرفتگی می شود اتصال بدنه است. در این حالت به کمک کلید FI یا سیم ارت یا کلید FU یا سیستم نول اتصال بدنه را حذف می کنیم. می توان از دستگاه هایی استفاده کرد که بدنه عایقی دارند و امکان اتصال بدنه در آن ها وجود ندارد. می توان ولتاژ کار دستگاه ها را کمتر از ولتاژ خطرناک برای بدن - کمتر از 65 ولت - به کار برد و در نهایت می توان از ترانس های ایزوله استفاده کرد که باعث جداسازی فاز برق شهر از تغذیه دستگاه می شود و در نتیجه درصورت اتصال بدنه، خطر برق گرفتگی از بین می رود.

توان الکتریکی چیست؟

اصولا توان به معنی سرعت تبدیل انرژی است. در دستگاه هایی که برای تبدیل انرژی به کار می روند هر چقدر این سرعت بیشتر باشد قدرت دستگاه نیز بیشتر است. مثلا در ژنراتور، توان بیشتر نشان دهنده تولید انرژی برقی بیشتری است. در مصرف کننده ها نیز همین موضوع صدق می کند. لامپی که توان بیشتری دارد نور زیادتری هم تولید می کند.