تعدّ الكهرباء من الظواهر الطبيعية التي تلعب دورًا حيويًا في حياتنا اليومية. علم الفيزياء، الذي يدرس هذه الظواهر، يتناول القوانين الأساسية التي تحكم الكون، بما في ذلك القوة والطاقة والزمان. يعتمد هذا العلم على المنهج التجريبي ويعكس تفاعلات الكتلة والمادة وحركتها. من خلال هذا المقال، سيتم تناول مفاهيم الشحنة الكهربائية، فرق الجهد الكهربائي، وكذلك السعة الكهربائية ووحدات قياسها.
علاقة الكولوم والفولت بالفاراد
الكولوم (c) هو وحدة قياس الشحنة الكهربائية، وتعرف بأنّها الكمية التي يحملها تيار مستمر مقداره واحد أمبير خلال زمن قدره ثانية واحدة. سميت هذه الوحدة نسبةً إلى العالم الفيزيائي شارل كولوم. في المقابل، يُستخدم الفولت (V) لقياس فرق الجهد الكهربائي، وهو يمثّل القوة الدافعة الكهربائية. تحمل هذه الوحدة اسم العالم ألكسندر فولتا الذي اخترع البطارية الكهربائية عام 1800. في هذا الصدد، يمكن التعبير عن الفاراد (F) بالعلاقة التالية
- الفاراد = الكولوم ÷ الفولت، أو بالرموز F = C / V.
اكتشف المزيد
مفهوم الفاراد
الفاراد هو وحدة قياس السعة الكهربائية، وتُعزى إلى العالم الفيزيائي مايكل فارادي. تُظهر السعة الكهربائية العلاقة الطردية بين الشحنة الكهربائية وفرق الجهد المؤثر على المكثف. واحدة من السعة (1 F) تعني أن المكثف يمكنه تخزين شحنة كهربائية مقدارها واحد كولوم عند فرض فرق جهد مقداره واحد فولت عليه. تُعتبر هذه السعة كبيرة جدًا بالمقارنة مع سعة الأرض التي تبلغ حوالي 700 ميكروفاراد.
تعريف السعة الكهربائية
تُعرَف السعة الكهربائية بأنها قدرة الجسم على تخزين الشحنة الكهربائية، ويُستخدم جهاز المليمتر لقياسها. تُصنَّف الأجهزة التي تعمل على تخزين الطاقة في علم الإلكترونيات كمكثفات، وتتراوح سعتها من واحد بيكوفاراد إلى عشرة فاراد. يعدّ المكثف متوازي الصفائح أحد أشهر أنواع المكثفات، وتُعرَّف سعة هذا المكثف بأنها كمية الشحنة لكل وحدة من فرق الجهد بين صفيحتيه. وتعتمد السعة طرديًا على مساحة سطح الصفائح وعكسيًا على المسافة بينهما.
استكشف المزيد
من المهم الإشارة إلى أن المكثفات قادرة على تخزين كميات كبيرة من الشحنات الكهربائية بطاقة عالية. في ختام هذا المقال، تمكنا من الإجابة على سؤال “إذا كانت c هي الكولوم و v هي الفولت فأي كمية تمثل الفاراد” بالإضافة إلى التعريف بمفاهيم الكولوم والفولت والسعة الكهربائية ووحدات قياسها.