جریانِ الکتریکی

کلیدِ چراغِ اتاق را می‌زنید و لامپ همان لحظه روشن می‌شود، با آن‌که لامپ چند متر دورتر است. آیا الکترونی از کلید تا لامپ دویده است؟ نه. الکترون‌ها در سیم بسیار آهسته پیش می‌روند. اما چون سیم از قبل پر از الکترونِ آزاد است، همه با هم و همان لحظه به راه می‌افتند؛ مثلِ آبی که در لوله‌ی پُر، با باز کردنِ شیر همان لحظه از سرِ دیگر بیرون می‌زند.

بارِ روان

وقتی دو سرِ باتری را با سیم و لامپ به هم وصل می‌کنیم، مدار بسته می‌شود. ولتاژِ باتری الکترون‌های آزادِ سیم را هل می‌دهد و آن‌ها دورِ مدار می‌گردند. به این شارشِ بار جریانِ الکتریکی می‌گوییم.

الکترون‌ها منفی‌اند، پس از پایانه‌ی منفیِ باتری دور می‌شوند و به سوی پایانه‌ی مثبت می‌روند. اما دانشمندان پیش از کشفِ الکترون قرار گذاشته بودند که جهتِ جریان را از مثبت به منفی بکشند. این قرار هنوز مانده است: در کتاب‌ها، جهتِ قراردادیِ جریان از پایانه‌ی مثبت به سوی پایانه‌ی منفی است؛ درست خلافِ حرکتِ الکترون‌ها.

اندازه‌گیریِ جریان

جریان نشان می‌دهد در هر ثانیه چقدر بار از یک نقطه‌ی مدار می‌گذرد. یکای آن آمپر است. جریانِ یک لامپِ چراغ‌قوه حدودِ نیم آمپر است و جریانِ یک بخاری برقی چند آمپر.

جریان را با آمپرسنج اندازه می‌گیریم. آمپرسنج را باید سرِ راهِ جریان گذاشت؛ یعنی مدار را باز کنیم و آمپرسنج را میانِ آن ببندیم، تا همه‌ی جریان از آن بگذرد. این را متوالی بستن می‌گویند. ولت‌سنج را دو سرِ یک بخش می‌بستیم، اما آمپرسنج را پشتِ سرِ بخش‌ها.

در مدارِ یک‌راهه، جریان همه‌جا یکی است

در مداری که فقط یک راه دارد، بار جایی گم نمی‌شود و جایی هم جمع نمی‌شود. پس اگر آمپرسنج را پیش از لامپ ببندید یا پس از آن، همان عدد را نشان می‌دهد. لامپ جریان را «مصرف» نمی‌کند؛ انرژیِ بارها را به نور و گرما تبدیل می‌کند.

هشدار

هرگز دو سرِ باتری را بدونِ لامپ یا وسیله‌ی دیگری مستقیم با سیم به هم وصل نکنید. جریانِ بسیار زیادی می‌گذرد، سیم و باتری داغ می‌شوند و ممکن است باتری نشت کند یا آتش بگیرد.

در خانه امتحان کنید

روی برچسبِ پشتِ شارژرِ گوشی یا لپ‌تاپ را بخوانید. کنارِ «ورودی» و «خروجی» عددهایی با ولت و آمپر نوشته شده است. هر کدام را پیدا کنید و بنویسید.

واژه‌های این درس

• جریانِ الکتریکی - شارشِ بار در یک مدارِ بسته.
• آمپر - یکای جریانِ الکتریکی.
• آمپرسنج - وسیله‌ای که جریان را اندازه می‌گیرد و سرِ راهِ جریان بسته می‌شود.
• جهتِ قراردادیِ جریان - از پایانه‌ی مثبت به سوی پایانه‌ی منفی، خلافِ حرکتِ الکترون‌ها.

ایده‌ی اصلی

جریانِ الکتریکی شارشِ بار در مدارِ بسته است. در سیم‌های فلزی الکترون‌ها از منفی به سوی مثبت می‌روند، اما جهتِ قراردادیِ جریان را از مثبت به منفی می‌کشیم. جریان را با آمپرسنجی که سرِ راهِ جریان بسته می‌شود و برحسبِ آمپر اندازه می‌گیریم.