الكهرباء

ما هو الجهد الكهربائي (الفولت)؟

يصف الجهد الكهربائي فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين في دائرة كهربائية، ويمكن اعتباره "القوة الدافعة" التي تجعل الإلكترونات تتدفق من نقطة إلى أخرى. وحدة النظام الدولي هي الفولت (ف).

سُمّيت وحدة الفولت نسبة إلى الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا، مخترع البطارية الكهربائية. وقيم مثل "1.5 ف" أو "9 ف" المكتوبة على بطارية تشير إلى فرق الجهد الذي يمكن أن توفره تلك البطارية.

ما هو التيار الكهربائي (الأمبير)؟

يبيّن التيار الكهربائي مقدار الشحنة الكهربائية المارة عبر موصل في وحدة الزمن؛ ووحدة النظام الدولي هي الأمبير (أ). ويقابل الأمبير الواحد مرور نحو 6.242 × 10¹⁸ إلكترون في الثانية عند نقطة معينة.

سُمّيت وحدة الأمبير نسبة إلى الفيزيائي الفرنسي أندريه ماري أمبير، أحد مؤسسي علم الكهرومغناطيسية. وقبل تعديل النظام الدولي عام 2019، كان الأمبير إحدى الوحدات الأساسية المبنية على قيمة محددة؛ واليوم لا يزال كمية أساسية، لكنه يُعرَّف عبر ثابت الشحنة الأولية (e).

لماذا لا يمكن تحويل الجهد والتيار إلى بعضهما؟

الجهد (فولت) والتيار (أمبير) كميتان فيزيائيتان مختلفتان -- إحداهما تصف فرق جهد، والأخرى تصف سرعة تدفق الشحنة. لذلك فإن سؤال "كم أمبير تقابل X فولت" لا إجابة له وحده دون معرفة مقاومة الدائرة (أو قدرتها).

تُحدَّد العلاقة بينهما عبر قانون أوم: ف = ت × م (الجهد = التيار × المقاومة). فجهد 12 فولت مثلًا ينتج تيارًا مقداره 3 أمبير عبر مقاومة 4 أوم؛ لكن الجهد نفسه (12 فولت) يعطي قيمة تيار مختلفة تمامًا عبر مقاومة أخرى.

العلاقة بين القدرة والجهد والتيار

تساوي القدرة الكهربائية (بالواط) حاصل ضرب الجهد في التيار: ق = ف × ت. وتُظهر هذه الصيغة أن الجهاز الذي له القدرة نفسها يحتاج إلى تيار أقل عند جهد أعلى، وتيار أعلى عند جهد أقل.

تفسّر هذه العلاقة سبب تشغيل شبكات الكهرباء بجهد مرتفع: فنقل القدرة نفسها بتيار أقل يقلل بشكل كبير من الفقد الحراري الناتج عن المقاومة (حرارة جول) في خطوط النقل.

الجهد الكهربائي في الدول العربية وعالميًا

في معظم الدول العربية، الجهد المعياري في المنازل هو 220-230 فولت أحادي الطور، بتردد 50 هرتز؛ أما الأنظمة ثلاثية الطور المستخدمة في الصناعة والتجارة فتصل عادة إلى 380-400 فولت.

يختلف جهد الشبكة الكهربائية من دولة لأخرى عالميًا؛ فبينما تستخدم الولايات المتحدة وكندا 120 فولت، تستخدم معظم أوروبا والدول العربية 220-230 فولت. وهذا الاختلاف هو السبب الرئيسي في عدم إمكانية تشغيل الأجهزة الكهربائية المستوردة من الخارج مباشرة دون محوّل جهد.

التيار المستمر (DC) والتيار المتردد (AC)

في التيار المستمر (DC)، تتدفق الإلكترونات باستمرار في اتجاه واحد -- تنتج البطاريات والألواح الشمسية تيارًا مستمرًا. أما في التيار المتردد (AC)، فيعكس التيار اتجاهه بتردد معين كل ثانية (50 مرة في الثانية في معظم الدول العربية) -- والتيار الكهربائي الذي يصل إلى المنازل هو تيار متردد.

السبب الرئيسي لتفضيل التيار المتردد في توزيع الشبكات هو سهولة رفع الجهد أو خفضه باستخدام المحولات؛ ما يتيح نقل الكهرباء لمسافات طويلة بأقل قدر من الفقد.

تأثير التيار الكهربائي على جسم الإنسان

تحدد شدة التيار المار عبر جسم الإنسان الأثر المحسوس: يمكن الشعور بنحو 1 مليأمبير بسهولة، وقد يسبب 10-20 مليأمبير تشنجًا عضليًا (عدم القدرة على تحرير اليد)، أما أكثر من 100 مليأمبير فقد يسبب اضطرابًا في نظم القلب (رجفانًا بطينيًا) وقد يؤدي إلى الوفاة.

لذلك فإن السلامة الكهربائية لا تعتمد على الجهد فقط، بل أيضًا على شدة التيار الذي يمكن أن ينشأ في الدائرة -- فحتى عند جهد منخفض، يمكن أن ينشأ تيار خطير في بيئة ذات مقاومة منخفضة (كالرطوبة).

البدء الأسرع

إذا كنت تبحث عن تحويل مباشر، ابدأ من قائمة التحويلات الشائعة في أعلى الصفحة. وإذا كنت تريد توسيع التصفح خارج هذه الفئة، فانتقل إلى بوابة كل التحويلات أو راجع معجم الوحدات في هذه الصفحة.