قانون حفظ الشحنة الكهربائية


قانون حفظ الشحنة الكهربائية لا تتكوّن الشحنة الكهربائية من الفراغ ولا تختفي. الشحنة الكهربائية تُحفَظ في الدائرة الكهربائية. الإلكترونات لا تُهدَر أثناء السريان، والتيّار يبقى نفس التيّار قبل وبعد أيّ جهاز كهربائي. تمّ فحص قانون حفظ الشحنة الكهربائية في تجارب كثيرة، ويعتبر اليوم قانونًا من قوانين الطبيعة.

قانون حفظ الشحنة الكهربائية
في الدائرة الكهربائية التي تخلو من التفرّعات (الدائرة الموصولة على التوالي) شدّة التيّار الكهربائي في جميع أجزاء الدائرة متساوٍ. إذا كانت الدائرة متفرّعة إلى عدّة تفرّعات، عندها يكون التيّار في الخطّ الرئيسي مساويًا لمجموع التيّارات التي في التفرّعات (مجموع التيّارات التي تخرج من العقدة يساوي مجموع التيّارات التي تدخل إليها).

قانون حفظ الشحنة الكهربائية التوصيل الكهربائي والمقاومة الكهربائية

قدرة الإلكترونات على المرور في المادّة تختلف من مادّة إلى أخرى، وتوصف بواسطة صفة تسمّى التوصيل وَ/أو المقاومة (يستعملون مصطلحين مختلفين لوصف الحالة والحالة العكسية لنفس الصفة). يتطرّق التوصيل الكهربائي إلى قدرة الإلكترونات على المرور في المادّة. كلّما كان التوصيل أفضل، استطاعت الإلكترونات المرور في المادّة بسهولة أكبر، ولذلك تكون شدّة التيّار في الدائرة أكبر.
تتطرّق المقاومة الكهربائية إلى مقاومة المادّة لمرور الإلكترونات في الموصل في كلّ ثانية. في الموصلات التي مقاومتها صغيرة، عدد الإلكترونات التي تمرّ في الثانية أكبر، ولذلك يكون التيّار الكهربائي أيضًا أكبر بالمقارنة مع الموصلات التي مقاومتها كبيرة.
يكون توصيل المادّة جيّدًا عندما تكون المقاومة أصغر وبالعكس.
يتأثّر مدى مقاومة السلك الموصل لمرور الإلكترونات عبره بعدّة عوامل:
o نوع المادّة المصنوع منها السلك الموصل (المعبَّر عنه بالمقاومة النوعية)
o طول السلك الموصل
o مساحة مقطع السلك الموصل

الشحنة الكهربائية نصف العلاقة بين العوامل التي تؤثّر على مقاومة السلك الموصل بواسطة المعادلة:

عندما ρ هي المقاومة النوعية للمادّة، وَ l هو طول السلك، وَ A هي مساحة مقطع السلك.
المقاوم هو مركِّب كهربائي صفته الأساسية هي المقاومة الكهربائية. عندما يمرّ تيّار كهربائي في المقاوم يتكوّن عليه فرق جهد. تبيّن التجارب أنّ شدّة التيّار في المقاوم الفلزّي هي بعلاقة طردية مع فرق الجهد (التوتّر) بين طرفيه.
يُعبَّر عن العلاقة بين فرق الجهد والتيّار والمقاومة في قانون أوم V=R*I . حسب قانون أوم، تُقاس المقاومة الكهربائية بوحدات أوم (Ω) ، ومن المعتاد الرمز إليها بالحرف R. من الجدير ذكره أنّ قانون أوم لا يتحقّق دائمًا في الأجهزة الكهربائية. على سبيل المثال، في لامبة التوهّج تتغيّر المقاومة مع درجة الحرارة.