كيف تتولد الكهرباء و اتجاه التيار الكهربائي

توليد الكهرباء من بنية الذرة

الموضوع: العلاقة بين البنية الذرية وتوليد الكهرباء

المفاهيم: الإلكترونات، الموصلات، العوازل، اتجاه التيار

الهدف: فهم كيفية تولد الكهرباء من خلال حركة الإلكترونات في المواد

1 النموذج الذري الأولي

الذرة = نواة (بروتونات + نيوترونات) + إلكترونات

مكونات الذرة

النواة: تحتوي على البروتونات (+) والنيوترونات (محايد)
الإلكترونات (-): تدور حول النواة في مسارات محددة

الإلكترونات والكهرباء

الإلكترونات هي الكهرباء نفسها بسبب شحنتها السالبة
حركة الإلكترونات = التيار الكهربائي

النتيجة: الكهرباء = انتزاع الإلكترونات من المسار الأخير

2 تصنيف المواد حسب التوصيل

قابلية التوصيل = سهولة انتزاع الإلكترون من المسار الأخير

الموصلات الجيدة

سهولة انتزاع الإلكترون + طاقة بسيطة مطلوبة
مثال: النحاس - يفقد الإلكترون الأخير بسهولة

الموصلات الرديئة (العوازل)

صعوبة انتزاع الإلكترون + طاقة عالية مطلوبة
مثال: المطاط، البلاستيك، الزجاج

النتيجة: النحاس أشهر الموصلات لسهولة فقدان إلكتروناته

3 مصادر الطاقة لتحرير الإلكترونات

الطاقة + الموصل = تحرير الإلكترونات = كهرباء

الطاقة الحرارية

🔥
التسخين يحرر الإلكترونات
مثل المقاومات الكهربائية

الطاقة الكيميائية

🔋
التفاعلات الكيميائية
مثل البطاريات

الحث المغناطيسي

🧲
المجالات المغناطيسية المتغيرة
مثل المولدات الكهربائية

النتيجة: أنواع مختلفة من الطاقة تولد نفس النتيجة - الكهرباء

! اتجاه التيار الكهربائي - نقطة مهمة

الاتجاه الفيزيائي الحقيقي

(-) → (+)

حركة الإلكترونات الفعلية
من القطب السالب إلى الموجب

التيار الاصطلاحي (الحسابات)

(+) → (-)

المستخدم في الهندسة والحسابات
من الجهد العالي إلى المنخفض

لماذا هذا التناقض؟

• العلماء اكتشفوا المسار الصحيح للإلكترونات متأخراً جداً

• الحسابات كانت صحيحة حتى مع الاتجاه العكسي

• استمروا على الاتفاق الأول لتجنب الخلط

• منطقياً: التيار ينتقل من الجهد الأعلى إلى الأقل (مثل الماء من المرتفع العالي)

تذكر: فيزيائياً الإلكترونات تسير من السالب للموجب، هندسياً نحسب من الموجب للسالب

ملخص المفاهيم

توليد الكهرباء

✓ انتزاع الإلكترونات من المسار الأخير

✓ يحتاج طاقة بسيطة في الموصلات

✓ يحتاج طاقة عالية في العوازل

✓ النحاس أشهر الموصلات

اتجاه التيار

⚡ فيزيائياً: سالب → موجب

📊 هندسياً: موجب → سالب

🧮 الحسابات صحيحة بالاتجاهين

📏 نستخدم الاتجاه الاصطلاحي

✅ فهم البنية الذرية يفسر كيفية توليد وسريان الكهرباء

نصائح للفهم والتذكر:

• تذكر أن الإلكترونات هي الكهرباء نفسها

• سهولة انتزاع الإلكترون = موصل جيد

• النحاس موصل ممتاز لسهولة فقدان إلكتروناته

• مصادر الطاقة المختلفة تحرر الإلكترونات بطرق متنوعة

• في الحسابات نستخدم التيار الاصطلاحي دائماً

• الاتجاه الفيزيائي مهم لفهم الظواهر الكهربائية