أشباه اللوصلات(56100160107000105)
هي مواد وسط بين المواد العازلة والمواد الموصلة» أي إنها في حالتها النقية تكون عازلة للكهرباء ولكن
بإضافة بعض الشوائب إليها تصبح موصلاً جيداً للكهرباء ولأشباه الموصلات أهمية خاصة في مجال الهندسة
الإلكترونية الحديثة حيث تستخدم في صناعة جميع العناصر الإلكترونية مثل الترانزستورات والدارات المتكاملة
ومن أهم المواد نصف الموصلة المستخدمة في هذا المجال : السيليكون ومن ثم الجرمانيوم
التيار الكهربائتى 60107800 51621681)
التيار الكهربائي هو عبازة عن حركة
موجهة للإلكترونات الحرة من نقطة إلى
أخرى عبر موصل ولكي تتحرك هذه
القوة من مصدر الطاقة الكهربائية وأحد
هذه المصادر هو البطارية العادية
تستخدم البطارية "التفاعل الكيمائي "
لتوليد زيادة في عدد الإلكترونات عند أحد
القطبين ونقص في عددها عند القطب
الآخر لذلك يطلق على القطب الأول اسم الشكل (©) : حركة الإلكترونات داخل البطارية
"القطب السالب"» ويرمز له بإشارة *-*
ويطلق على القطب الثاني اسم ' القطب الموجب* » ويرمز له بإشارة *+* يبين الشكل (7) سلك نحاس
موصل بقطبي بطارية وبالتمعن في هذا الشكل» يلاحظ بأن القطب السالب للبطارية يقوم بإبعاد الإلكترونات
الحرة عنه» في حين يقوم القطب الموجب بجذبها إليه وبالنتيجة تتحرك الإلكترونات الحرة من القطب السالب
إلى القطب الموجب عبر السلك إن هذه الحركة الموجهة للإلكترونات الحرة تسمى "سريان التيار الكهربائي *
ويقال في هذه الحالة إن هناك تيار كهربائي يسري في السلك
عندما تدخل الإلكترونات الحرة الطرف الموجب للبطارية» تلتقطها الأيونات الموجبة ولاستمرار سريان التيار
الكهربائي» يستمر التفاعل الكيميائي داخل البطارية ويطلق باستمرار إلكترونات حرة وأيونات موجبة جديدة
لقد وضع هذا المثال فقط لتوضيح مفهوم سريان التيار الكهرباتي » بينما في الواقع لا يمكن وصل سلك بين طرفي
البطارية بشكل مباشرء لأن ذلك يؤدي إلى مرور تيار كبير وتفريغ سريع للبطارية بسرعة» مما يؤدي إلى تلفها

8 إتجاه التيار الكهروبائي
لاحظت في الشكل (©) بأن الإلكترونات تتحرك عبر الموصل من الطرف السالب للبطارية إلى الطرف
الموجب» وبالتالي يكون اتجاه التيار (تيار الإلكترونات) من القطب السالب إلى القطب الموجب كما هو مبين في
يمين الشكل 4-أ
لقد اصطلح على أن يكون اتجاه سريان التيار من القطب الموجب إلى القطب السالب كما مبين في يسار
الشكل 4 - ب» أي بعكس اتجاه سريان الإلكترونات وقد تبنى العلماء الاتجاه الاصطلاحي للتيار الكهربائي قبل
وضع النظرية الذرية للكهرباء ومع ذلك » فإن العديد من المراجع والكتب لا زالت تستعمل الاتجاه الاصطلاحي
للتيار الكهربائي
الشكل (0-4 اتجاه التيار الإلكتروني الشكل (4-ب) اتجاه الاصطلاحي للتيار
و8 شدة التيار الكهر باتى ((5 1016051 602 017)
ذكرنا في الفقرات السابقة بأن التيار الكهربائي عبارة عن سيل من الإلكترونات الحرة يتدفق عبر موصل في
اتجاه معينفإذا تدفق عدد قليل من الإلكترونات تكون شدة التيار منخفضة أما إذا تدفق عدد كبير من الإلكترونات
تكون شدة التيار مرتفعة وتعرف شدة التيار الكهربائي بأنها كمية الشحنة الكهربائية التي تعبر مقطعاً معيناً في
الموصل في وحدة الزمن(الثانية) » أي معدل تدفق الشحنة الكهربائية » وبالتالي :
شدة التبار كمية الشحنة الكهربائية(بالكولوم)
الزمن( بالثانية )
ويتبين من المعادلة السابقة أن وحدة شدة التيار الكهربائي هي
وحدة الشحنة مقسومة على وحدة الزمن» أي كولوم/ ثانية؛ وتعرف
هذه الوحدة باسم (أمبير)ء نسبة إلى العالم اندرية ماري أمبير
وإذا شبهنا الكهرباء بالماء المتدفق في أنبوب » فإن شدة التيار
بالأمبير تعادل عدد لترات الماء المتدفقة بذلك الأنبوب في مدة (1) ثانية
أما كمية الشحنة بالكولوم فتناظر كمية الماء بالليترات التي يتم تجميعها | ال

يرمز للأمبير بالحرف (ل/) ويرمز لشدة التيار في المخططات
والحسابات الكهربائية بالحرف (ا) كما هو موضح في الشكل | _-
(6) أعران جر يكون * الأمنين * وجدة كبيزة عدا لذاتستخدم تبي
ويرمز له بالأحرف (/07) وبتعبير آخر فإن (1000)ميلي أمبير
يساوي (1) أمبير والجدول التالي يوضح شدة التيار الذي تسحبه | الشكل (1) شدة التيار الكهربائي
بعض الأجهزة الشائعة الاستخدام في الحياة العملية :
مصابيح الإضاءة (01-08) أمبير
المكاوي الكهربائية (2-5) أمبير
الثلاجة المنزلية (15-25)أمبير
المدفئة الكهربائية (5-10)أمبير
الأفران الكهربائية ( 10-15)أمير
جهاز التلفزيون (04-06) أمبير
ويرمز له بدائرة بداخلها الحرف(8/)ومن الجدير بالذكر أن جهاز قياس
شدة التيار(الأميتر)» يجب أن يوصل على التوالي في الدارة المراد قياس
الشكل ( ‎)١/‏ توصيل جهاز الأميتر |
فرق الجهد والقوة الدافعة الكهربائية
إن تيار الماء لا يتدفق عبر أنابيب شبكة الماء إلا إذا كان هناك ضغط كاف لدفع الماء عبر أنابييها ويمكن
الحصول على ضغط الماء المطلوب بتركيب خزان الماء المغذي للشبكة في مكان مرتفع » أو باستخدام مضخة
ماء ميكانيكية وبصورة مماثلة فإن أهم مستلزمات سريان التيار الكهربائي هو وجود قوة مؤثرة خارجية تجبر
الإلكترونات الحرة (الشحنات) على التحرك في اتجاه معين عبر الموصل وكما ذكرنا سابقاً» يمكنك أن تحصل
على هذه القوة من مصادر الطاقة الكهربائية كالبطاريات والمولدات وتسمى هذه القوة بأسماء عدة مختلفة

هي: القرة اقطان ال باية+ وفرق الجهدء والجهد الكهربائي» والضغط الكهربائي الفولتية ومع اختلاف
القوة التي تجبر الإلكترونات (الشحنات) على التحرك في اتجاه معين عبر الموصل» أي تسبب سريان التيار
فرق الجهد الكهربائي
ينشأ فرق الجهد الكهربائي عند وجود فرق في كمية الشحنات الكهربائية (الإلكترونات) بين نقطتين في دارة
(بالإلكترونات الحرة) ومن أجل أن تتعادل الشحنات» تتوق لإلكترونات الحرة الموجودة عند الطرف السالب
وصلنا طرفي البطارية بموصل من النحاس مثلاً فإنه يتشكل ممر للتياربين طرفي البطارية» فتتحرك الإلكترونات
الحرة من الطرف السالب إلى الطرف الموجب بفعل تأثير فرق الجهد
وهذا يشبه خزانين ماء متصلين ببعضهما عبر أنبوب كما هو مبين في الشكل (8) حيث يتدفق الماء من
الفرق في مستوى الماء يماثل الفرق في الجهد بين طرفي البطارية
الخزان الثاني الخزان الأول
الشكل (4) : خزانان ماء يتصلان بأنبوب
القوة الدافعة الكهربائية
يبين الشكل( -أ) بطارية كهربائية متصلة بمحمل خارجي(مصباح) وفقا للاصطلاح المعروف يسري
التيار الكهرباتي داخل البطارية من القطب السالب إلى القطب الموجب » أما في الحمل الخارجي » فيسري التيار
الكهربائي من القطب الموجب ذي الجهد الأعلى إلى القطب السالب ذي الجهد الأقل ولكي تتحرك الشحنة

دورة كاملة عليها التغلب على مقاومة الحمل وعلى المقاومة الداخلية للبطارية» ولتحقيق ذلك تبذل البطارية على
الشحنة شغلا لنقلها في الدارة الكهربائية» إذيكون عمل البطارية هو بذل الشغل اللازم لتمكين الشحنة من إتمام
فمقدار الشغل المبذول من المصدر الكهربائي لنقل شحنة موجبة اصطلاحية مقدارها واحد كولوم خلال الدارة
الكلية(داخل المصدر وخارجه)يسمى القوة الدافعة الكهربائية للمصدر الكهربائي وتقاس بوحدة الفولت
والجدير بالذكر إن مصطلح ' القوة الدافعة الكهربائية' يستخدم عادة للتعبير عن فرق الجهد بين طرفي
مصدر كهربائي بدون حمل خارجي (أي في حالة عدم مرور تيار)» وذلك لتجنب احتساب هبوط الجهد على
المقاومة الداخلية للمصدر الكهربائي ويرمز للقوة الدافعة الكهربائية باللغة العربية بالأحرف (قدك)» وباللاتينية
بالأحرف (5105)
الفولت هو وحدة قياس فرق الجهد (الضغط الكهربائي أو القوة الدافعة الكهربائية)» ويرمز له بالحرف
(1) وبالتعريف» فإن (1) فولت هو فرق الجهد اللازم لتحريك تيار شدته (1) أمبير عبر موصل مقاومته (1) أوم؛
وسنشرح المقاومة بالتفصيل لاحقاً وأجزاء الفولت المستخدمة في مجال الإلكترونيات هي :
يقاس فرق الجهد في الدارات الكهربائية بجهاز خاص يدعى ل 6 :
الفولتميتر ويرمز له بدائرة بداخلها الحرف(/)ومن الجدير بالذكر أن باج
جهاز قياس فرق الجهد (الفولتميتر)» يجب أن يوصل على التوازي |
الحما أ المراد قيام فر مط و
ٍ دمج و المصدر المراد قياس فرق الجهد بين طرفيه كما في الشكل (4): توصيل جهاز الفولتميتر
الجهود المستخدمة في الحياة العملية
وقد اتفق على توحيد الضغوط أو الجهود المستخدمة في الحياة العملية فعلى سبيل المثال» فإن الجهود

تختلف جهود شبكات التيار العام من بلد إلى آخرء فالجهود المستخدمة في معظم دول العالم بما فيها الدول
العربية (220) فولت» في حين إن الجهود المستعملة في أمريكا (110)فولتء وفي بريطانيا(240) فولت أما
شبكات نقل الطاقة الكهربائية (الضغط العالي)» فيتراوح جهدها بين (6600-380000)فولت
الجهد المقرر أو المتقن
لكل جهاز كهربائي قيمة جهد محددة يجب أن لا يتعداها وتسجل عادة هذه القيمة على لوحة مواصفات
الجهاز» وتسمى ' الجهد المقرر أو المقنن " فمثلاً؛ يعمل المصباح المبين في الشكل(١1٠)‏ على جهد كهربائي
(220)فولت فعند تعرضه لجهد(400) فولت يزداد تياره إلى أكثر مما يستطيع أن يتحمل المصباح مما يؤدي
إلى إتلافه وعند تعرضه لجهد (50)فولت» لن يكون تياره كافيا لإضاءة المصباح بشكل طبيعي
يمكن الحصول على جهد أعلى من القوةالدافعة الكهرباية
لبطارية واحدة» بوصل عدة بطاريات على التوالي كما 7 5 90
في الشكل(11) إن الجهد الكلي للبطاريات الموصولة الات ا
المفردة في الشكل (11-ب)وصلنا أربع بطاريات علي
عند وصل البطاريات على التوالي» يزداد الجهد الكلي » بينما تبقى إمكانية تزويد التيار على حالها » لأن
تيار الدارة الكلي يمر في كل بطارية » أي شدة التيار هي نفسها كما في بطارية واحدة
في الشكل(11-)ص » حيث تساهم كل بطارية بنفس التيار إلى
الحمل » وبالتالي يكون التيار الكلي مساوياً إلى ثلاثة اضعاف قيمة
التيار الذي تعطيه كل بطارية » لاحظ أنه عند الوصل على التوازي
» تزداد إمكانية تزويد تيار أعلى في حين يبقى الجهد نفسه
حتى نحصل على جهد أعلى وتيار أعلى»فإننا نوصل ,5
البطاريات على التوالي والتوازي(التوصيل المركب) كما في ألا
الشكل (13)في هذا الشكل وصلنا بطاريتين على التوالي
التوازي مع مجموعة أخرى مماثلة بهدف مضاعفة التيار
الشكل(١‏ ١)توصيل‏ البطاريات على التوالي و التوازي -

أسئئة الدرس الثاني ل _
أكمل الفراغات التالية بالعبارات المناسبة
لذ بارضا لات لداعي امتؤاد اي -
البواد التي تحتوي على عندد خائل من الإلكترونات و ب ا
الخزة فى اجاج جيب الشكل (12): التوصيل المركب للبطاريات )
لا من المواد الموصلة ست يق ب
المواد العازلة للكهرباء هي المواد التي
المواد التي تحتوي على عدد قليل من الإلكترونات الحرة تسمى
من المواد العازلة مااسساق سس سودي
كهربائياً؛ تعتبر أنصاف الموصلات في حالتها النقية
ا عند تطعيم المواد نصف الموصلة ببعض الشوائب تصبح
لقا من أهم المواد نصف الموصلة ت دو
قن تستخدم المواد نصف الموصلة في صناعة تت فثل الت ا وقدرة
المواد الموصلة على توصيل الكهرباء يرجع إلى تركيبها الذري حيث تحتوي على ت ا
وعدم قدرة المواد العازلة على توصيل التيار الكهربائي يرجع إلى تركيبها الذري حيث تحتوي على
آنا يعمل التفاعل الكيميائي في البطارية على إحداث عند أحد الأطراف و
عشد الطرف الآخر
ويرمز له بإشارة( )ء ويسمى الطرف الذي يعاني من نقص في الإلكترونات الحرة بالقطب
ويرمز له بإشارة ( )
كا لتيار الكهربائي عبارة عن
8 بحسب النظرية الذرية للإلكترونات» يكون اتجاه التيار في الدارة الكهربائية من القطب
إلى القطب
ا بحسب الاتجاه الاصطلاحي» يكون اتجاه التيار في الدارة الكهربائية من القطب

إلى القطب
3 الحركة الموجهة للإلكترونات تسمى
زعلل قياض القان شي سي سس سوس و رسب لازال افا 1
8 إذا تدفقت كمية من الشحنة الكهربائية عبر موصل تساوي (3)كولوم في زمن مقداره (1 أثانية» فإن شدة
التيار المار في الموصل تساوي ( ) أمبير
51 تتراوح شدة التيار الذي تسحبه الأجهزة الكهربائية التالية: -
مصابيح الإضاءة أمبير ‏ إلى أمبير
الأفران الكهربائية ‏ أمبير ‏ إلى أمبير
المكوى الكهربائي ‏ أمبير ‏ إلى 0 أمبير
تح يطلق على القوة التي تسبب سريان التيار الكهرباني عدة أسماءء؛ منها : تب وب ومو
55 يعرف الجهد أو الضغط الكهربائي بأنه 0
عادة» يستخدم مصطلح ‏ القوة الدافعة الكهربائية" للتعبير عن
أذكر وحدة قياس كل مما يلي :
أ-القوة الدافعة الكهربائية : ب-فرق الجهد : ج- لضغط الكهربائي:
ل يرمز للجهد بالحرف ( )» وللتيار بالحرف( ) وللقوة الدافعة الكهربائية بالأحرف اللاتينية ( )
8 أذكر جهد كل مما يلي:
ب- بطارية السيارة
ج- شبكة التيار العام في بلادنا :
د- بطارية الشاحنة
ه- شبكة التيار العام في الولايات المتحدة:
أجل

ال درس
تتكون الدارة الكهربائية في أبسط أشكالها من المكونات الأساسية التالية:
© المصدر الكهربائي - 500008
وهو الذي يوفر فرق الجهد أو الضغط الكهربائي اللازم لسريان التيار الكهربائي
المصدر الكهربائي (30ما)
وهو عبارة عن أحد الأجهزة الكهربائية الذي يؤدي عملا نافعاء وقد يكون مصباحا أو محركا أو مدفأة
وح الموصلات (600024015)
وهي تشكل مجرى سريان التيار بين المصدر الكهرباتي والحمل وغالباً ما تصنع من أسلاك نحاس أو
المنيوم ويمكن جعل التحكم في الدارة الكهربائية أكثر فاعلية » وذلك بإضافة مفتاح(9104/1]617) يوصل
التيار بالحمل الكهربائي أو يفصله بسهولة » كما يمكن إضافة مصهر (56لا7 ) لحماية عناصر الدارة من