التيار الكهربائي ( Electric current )
التَّيَّار الكهربائي حركة أوسريان الشحنات الكهربائية التي قد تكون موجبة أو سالبة. فشحنة البروتونات التي تكون جزءًا من نواة كل ذرة هي شحنة موجبة، بينما شحنة الإلكترونات التي تحيط بالنواة، سالبة. ويمكن أن يتكون التيار الكهربائي من شحنات موجبة أو سالبة أو من النوعين معًا.
وضع العالم والسياسي الأمريكي بنجامين فرانكلين مبدأ سريان الكهرباء من الموجب إلى السالب. ولكن علماء آخرين أثبتوا فيما بعد أن الكهرباء تنساب في الاتجاه المعاكس من السالب إلى الموجب.
وفشلت فكرة فرانكلين أيضًا في وصف الطريقة التي تسري بها الكهرباء خلال الفلزات، إذ تحتوي كل ذرة من سلك فلزي على إلكترون واحد على الأقل غير مرتبط ارتباطًِا وثيقًا بالنواة كارتباط غيره من الإلكترونات. وتستطيع هذه الإلكترونات ضعيفة الارتباط بالنويات التجول بحرية خلال الفلز، بينما لا تستطيع النواة ذاتها التحرك خلال السلك. وهكذا فإن التيار المار في سلك فلزي يتألف من إلكترونات حرة.
الموصِّلات والعوازل:
يسري التيار الكهربائي أسهل ما يمكن في مواد تسمى الموصلات. ويحدد عدد الإلكترونات الحرة في مادة ما مدى قدرتها على توصيل الكهرباء. فبعض الفلزات، كالألومنيوم، والنحاس، والفضة، والذهب، موصِّلات جيدة لأن لها على الأقل إلكترونًا واحدًا حرًا بكل ذرة من ذراتها. أما بعض الفلزات الأخرى كالرصاص والقصدير، فهي أقل قدرة على توصيل الكهرباء لأن عدد الإكترونات الحرة بها أقل من واحد لكل ذرة. وتقاوم الموصلات الرديئة مرور الكهرباء أكثر من الموصلات الجيدة، وتتسبب هذه المقاومة في استهلاك الطاقة الكهربائية على هيئة حرارة. ويستخدم المهندسون وحدة الأوم لقياس المقاومة. ★ تَصَفح: الأوم.والمواد التي لا تحتوي على إلكترونات حرة مثل، الزجاج والمطاط، لا توصل الكهرباء عادة. وتسمى هذه المواد العوازل، وبعض المواد كالسليكون والجرمانيوم لا تعتبر عازلة أو موصلة بل تسمى شبه موصلة. ★ تَصَفح: شبه الموصل.
ولكي يَنتج تيار كهربائي فلابد من تغيير نوع ما من أنواع الطاقة اللاكهربائية إلى قوة دافعة كهربائية. فالبطارية مثلاً تنتج قوة دافعة كهربائية بتغيير الطاقة الكيميائية إلى طاقة وضعية كهربائية. وبذلك يصبح للبطارية فرق جهد في الطاقة بين أطرافها يسبب سريان الإلكترونات في الموصِّل. وتُقاس القوة الدافعة الكهربائية بالفولت. وعندما توصل قوة دافعة كهربائية مقدارها فولت واحد إلى موصِّل مقاومته أوم واحد ينساب عدد من الإلكترونات مقداره6,241,500,000,000,000,000 إلكترون في الموصِّل خلال ثانية واحدة. وتسمى كمية الكهرباء المارة في هذه الثانية الأمبير. ★ تَصَفح: الفولت ؛ الأمبير.
التيار المستمر والتيار المتناوب:
ينقسم التيار الكهربائي إلى نوعين ؛ فهو إما أن يكون مستمرًا أو متناوبًا وذلك حسب مصدره. يسري التيار المستمر في نفس الاتجاه دائمًا، وينتج من البطاريات ومولّدات التيار المستمر. ويقوم التيار المتناوب بعكس اتجاه سريانه بصورة نظامية، وينتج من مولدات التيار المتناوب ويُستخدم في معظم المنازل.وفي كل مرة يكمل فيها التيار المتناوب تغييرين في اتجاه سريانه فإنه يكون قد أتم دورة. ويُسمى عدد الدورات في كل ثانية بتردد التيار المتناوب. ويقاس التردد بوحدات تسمى هرتز. وتُوَلَّد الطاقة في كثير من الأقطار، عند تردد 50 هرتز وفي البعض الآخر عند تردد 60 هرتز.