تويت
التيار الكهربي اللازم لوميض مصابيح الضوء الخاطف
عندما نفكر فى شراء مصباح تو نجستن كهربى معتاد للاستخدام في المنزل لا بد وأن نختاره بحيث يكون مناسبا لفرق جهد التيار الكهربي Voltage بالمنزل الذي يكون عادة بين ۱۱۰ فولت و ۲۳۰ فولت .
محدد و نتطلب عادة فى مصباح الترنجستن الكهربى المستخدم في المنزل أن يعمل لمدة طويلة (تقدر عادة بألف ساعة)، فإذا زاد فرق الجهد الكهربى عما هو . له تزيد شدة نصوعه و يقل زمن صلاحيته، وإن قل فرق الجهد الكهربى عن اللازم لتشغيله قلت كفايته في بعث كمية الضوء المطلوبة منه . هذا بالنسبة لمصابيح التونجستن التي نستخدمها فى المنزل .
أما عن مصابيح الضوء الخاطف فهي تختلف من هذه الوجهة، إذ لا يطلب منها سوى أن تومض مرة واحدة و لفترة لا تزيد عن جزء صغير من الثانية ، وعلى ذلك فليس لفرق الجهد الكهربى للتيار قيمة كبيرة إذ يعمل المصباح لو زاد فرق الجهد إلى ٣٠ فولت مثلا أو قل إلى ٣ فولت .
نستنتج مما تقدم أنه لو حدث ولم يومض مصباح الضوء الخاطف فليس مرجع ذلك نقص في فرق الجهد الكهربى ( الذى يقدر بوحدة الفولت Volt ) وإنما يكون مرجعه إلى نقص في شدة التيار الكهربى ( التي تقدر بالأمبير Ampere ) .
وكى لا يختلط الأمر فى التمييز بين تلك الوحدات الكهربية التي ذكرناها ( وهى الفولت والأمبير ) تفرق فيا يلى بين الوحدتين بشكل مبسط .
يتشابه سريان التيار فى الدائرة الكهربية مع سريان الماء في الأنابيب ، ولكي الماء في أنبوبة لابد من ضغط فيها سواء أكان هذا الضغط ناتجاً عن النفخ بالهواء : مثلا من أحد طرفي الأنبوبة أو لأي سبب طبيعى آخر ، کاختلاف درجة الحرارة .
وكذلك لا بد للتيار الكهربي من ضغط لكى يسرى من جانب إلى آخر فاذا أوصلنا سلكا . مشحون بالكهرباء وآخر غير مشحون ، فالتيار الكهربي يسرى من الأول إلى الثانى ، فالاختلاف في الشحنة هو السبب في سريان التيار الكهربى أو هو السبب في الضغط الكهربي ، ويقاس هذا الضغط الكهربي (الذي يطلق عليه أحيانا الجهد الكهربى أو فرق الجهد) بوحدة الفولت ولكي يعمل مصباح الضوء الخاطف لابد من توافر فرق جهد كهربی بسیط حتى لو كان مقداره ٣ فولت فقط ( وقد سبق أن ذكرنا أنه ليس لنقص فرق الجهد الكهربى عن ذلك أى دخل في عدم وميض مصباح الضوء الخاطف ) .
ولنعد الآن إلى مثال أنابيب المياه ، فلكي : سرعة سريان المياه في ، نقوم بقياس آخر هو : كم لتراً مكعباً من الماء يمر من نقطة ما في زمن محدد ؟ وللإجابة عن ذلك نستخدم التعبير : ( كذا لتر في الدقيقة ، أو لتر في الثانية ) أو ( لتر في الساعة » - والتعبير المرادف لذلك في الكهرباء الأمبير Ampere) فهو يعبر عن شدة الكهرباء التي تسرى في دائرة وتمر في نقطة ما في زمن معين . وبوساطة معرفة شدة التيار يمكن معرفة كمية سريان التيار الكهربى . وتعرف كمية الكهرباء بأنها تساوى شدة التيار × الزمن .
وكمية الكهرباء متوافرة لنا فى المنازل فنحن نسحب منها كما نشاء دون خوف من نقصها ، وهى مستمدة من محطة الكهرباء ( ولا تعنينا إلا عند دفع فاتورة : الاستهلاك الكهربي ) .
أما بالنسبة للتصوير بالضوء الخاطف فهي تعنينا جداً ، فما لم تكن كمية الكهرباء المستمدة من البطارية الجافة الصغيرة كافية ، فلن يومض مصباح الضوء الخاطف .
وعلى ذلك فالمصور بالضوء الخاطف لا يعنيه الضغط الكهربي Voltage
بقدر ما يعنيه كمية الكهرباء اللازمة لو ميض الضوء الخاطف. وتستخدم البطاريات الجافة الصغيرة كمصدر للتيار الكهربى لمصابيح الضوء الخاطف ( كتلك البطاريات التي تستخدم لكشاف الجيب المعد للإضاءة ) ويتقارب الضغط الكهربي في مثل هذه البطارية حول ١٫٥ فولت تقريباً ، فلو أردنا زيادة الضغط الكهربي كي يصبح ٣ فولت ، نستخدم لذلك بطاريتين جهد كل منها ١٥ فولت ونصل بينها بالطريقة المسماة ( التوصيل بطريق التوالى Wiring in series ) ( شكل ۲۰۹ ) ويعنى هذا أن التيار يسرى من البطارية الأولى وجهده ١٥ فولت إلى الثانية ويخرج منها وجهده ٣ فولت ، أما كمية الكهرباء فلن يحدث لها أى زيادة ، والطريقة العملية لذلك هي التوصيل بين قمة البطارية الأولى ( وهى القطعة النحاسية الصغيرة ) وبين قاع البطارية الثانية ( وهو المصنوع من الزنك ) أى هو بمعنى آخر التوصيل بين الطرف الموجب لإحدى البطاريتين وبين الطرف السالب للبطارية الأخرى ( شکل ۲۰۹ ) ..
وعلى هذا المنوال إذا أضفنا بطارية ثالثة على التوالى أيضاً فسوف يزيد الضغط أو فرق الجهد الكهربى إلى ٤٥ فولت ، وهكذا دون أن تزيد شدة التيار ( شكل ۲۰۹ ) .
وقد تعمدت أن أذكر تلك المقدمة لتفسير الخطأ الذي يقع فيه الكثيرون في حالة عدم وميض مصباح الضوء الخاطف حين يحاولون إصلاح الخلل بإضافة بطاريات أخرى . والواقع أن طريقة إضافة البطاريات بالشكل السابق كوسيلة لزيادة شدة التيار الكهربى غير مجدية إلا لزيادة الجهد فقط ، فهى لن تقوم بإصلاح الخلل ، بل بالعكس يترتب على ذلك زيادة المقاومة في الدائرة الكهربية .
ولكى يتيسر لنا فهم السبب في عدم كفاية كمية التيار الكهربي اللازم لوميض مصباح الضوء الخاطف برغم زيادة الضغط أو فرق الجهد الكهربى ، نعود إلى المثال السابق الخاص بضغط الماء . فإذا فرضنا أننا نحصل على الماء بوساطة مضخة خاصة ماصة كابسة محدودة القوة وفتحنا صنبور ماء بأقصى قوته ، فلن يكفى هذا الصنبور لملء جردل فى مدة ثلاث دقائق مثلاً ، فاذا فتحنا خمسة صنابير مياه لملء خمسة جرادل ، فأول ما يتبادر للذهن أن الزمن اللازم لمل. هذه الجرادل الخمسة هو ثلاث دقائق أيضا. ولكن إذا نظرنا إلى أن كمية المياه التي تصل إلى هذه الجرادل تتوقف أساسا على كمية المياه التي تمتصها المضخة ، نجد أنه من اللازم لكي نتمكن من ملء الجرادل الخمسة في ثلاث دقائق لا بد وأن تزيد كمية المياه التى تدفعها المضخة ، ويكون ذلك بزيادة قوة الآلة التي ترفع المياه إلى خمسة أضعاف قوتها عند ما كان صنبور واحد فقط هو المفتوح ، أو باستخدام خمس مضخات ماصة الخمسة صنابير .
جريا وراء التشبيه السابق نجد أنه بالنسبة للتيار الكهربي اللازم لتشغيل مصباح الضوء الخاطف بد أن نستخدم بطارية أخرى أقوى يمكن أن بستمد منها كمية أكبر من الكهرباء . بصرف النظر عن جهدها الكهربي ، أو أن تستخدم البطاريات السابقة مع إجراء التوصيل بطريق آخر هو المسمى التوصيل بطريق التوازى ، Parallel Wiring ( شكل ۲۱۰ ) ويستخدم لذلك سلك نحاس قصير سميك ( مع ملاحظة أن السلك الرفيع أو الطويل يزيد من المقاومة الكهربية ) وتتم تلك العملية بتوصيل الأقطاب السالبة معا في سلك واحد والأقطاب الموجبة معا فى سلك ،آخر ويوصل هذان السلكان السالب منهما والموجب إلى مصباح الضوء الخاطف . فإذا افترضنا أن كل بطارية تبعث ٤ أمبير بضغط قدره ١٥ فولت ، فعندئذ تكون شدة التيار الكهربى التي نحصل عليها من ثلاث بطاريات موصلة على التوازي = ١٢ أمبير بجهد قدره ١٫٥ فولت أيضا ( شكل ١١٠ ) .
عندما نفكر فى شراء مصباح تو نجستن كهربى معتاد للاستخدام في المنزل لا بد وأن نختاره بحيث يكون مناسبا لفرق جهد التيار الكهربي Voltage بالمنزل الذي يكون عادة بين ۱۱۰ فولت و ۲۳۰ فولت .
محدد و نتطلب عادة فى مصباح الترنجستن الكهربى المستخدم في المنزل أن يعمل لمدة طويلة (تقدر عادة بألف ساعة)، فإذا زاد فرق الجهد الكهربى عما هو . له تزيد شدة نصوعه و يقل زمن صلاحيته، وإن قل فرق الجهد الكهربى عن اللازم لتشغيله قلت كفايته في بعث كمية الضوء المطلوبة منه . هذا بالنسبة لمصابيح التونجستن التي نستخدمها فى المنزل .
أما عن مصابيح الضوء الخاطف فهي تختلف من هذه الوجهة، إذ لا يطلب منها سوى أن تومض مرة واحدة و لفترة لا تزيد عن جزء صغير من الثانية ، وعلى ذلك فليس لفرق الجهد الكهربى للتيار قيمة كبيرة إذ يعمل المصباح لو زاد فرق الجهد إلى ٣٠ فولت مثلا أو قل إلى ٣ فولت .
نستنتج مما تقدم أنه لو حدث ولم يومض مصباح الضوء الخاطف فليس مرجع ذلك نقص في فرق الجهد الكهربى ( الذى يقدر بوحدة الفولت Volt ) وإنما يكون مرجعه إلى نقص في شدة التيار الكهربى ( التي تقدر بالأمبير Ampere ) .
وكى لا يختلط الأمر فى التمييز بين تلك الوحدات الكهربية التي ذكرناها ( وهى الفولت والأمبير ) تفرق فيا يلى بين الوحدتين بشكل مبسط .
يتشابه سريان التيار فى الدائرة الكهربية مع سريان الماء في الأنابيب ، ولكي الماء في أنبوبة لابد من ضغط فيها سواء أكان هذا الضغط ناتجاً عن النفخ بالهواء : مثلا من أحد طرفي الأنبوبة أو لأي سبب طبيعى آخر ، کاختلاف درجة الحرارة .
وكذلك لا بد للتيار الكهربي من ضغط لكى يسرى من جانب إلى آخر فاذا أوصلنا سلكا . مشحون بالكهرباء وآخر غير مشحون ، فالتيار الكهربي يسرى من الأول إلى الثانى ، فالاختلاف في الشحنة هو السبب في سريان التيار الكهربى أو هو السبب في الضغط الكهربي ، ويقاس هذا الضغط الكهربي (الذي يطلق عليه أحيانا الجهد الكهربى أو فرق الجهد) بوحدة الفولت ولكي يعمل مصباح الضوء الخاطف لابد من توافر فرق جهد كهربی بسیط حتى لو كان مقداره ٣ فولت فقط ( وقد سبق أن ذكرنا أنه ليس لنقص فرق الجهد الكهربى عن ذلك أى دخل في عدم وميض مصباح الضوء الخاطف ) .
ولنعد الآن إلى مثال أنابيب المياه ، فلكي : سرعة سريان المياه في ، نقوم بقياس آخر هو : كم لتراً مكعباً من الماء يمر من نقطة ما في زمن محدد ؟ وللإجابة عن ذلك نستخدم التعبير : ( كذا لتر في الدقيقة ، أو لتر في الثانية ) أو ( لتر في الساعة » - والتعبير المرادف لذلك في الكهرباء الأمبير Ampere) فهو يعبر عن شدة الكهرباء التي تسرى في دائرة وتمر في نقطة ما في زمن معين . وبوساطة معرفة شدة التيار يمكن معرفة كمية سريان التيار الكهربى . وتعرف كمية الكهرباء بأنها تساوى شدة التيار × الزمن .
وكمية الكهرباء متوافرة لنا فى المنازل فنحن نسحب منها كما نشاء دون خوف من نقصها ، وهى مستمدة من محطة الكهرباء ( ولا تعنينا إلا عند دفع فاتورة : الاستهلاك الكهربي ) .
أما بالنسبة للتصوير بالضوء الخاطف فهي تعنينا جداً ، فما لم تكن كمية الكهرباء المستمدة من البطارية الجافة الصغيرة كافية ، فلن يومض مصباح الضوء الخاطف .
وعلى ذلك فالمصور بالضوء الخاطف لا يعنيه الضغط الكهربي Voltage
بقدر ما يعنيه كمية الكهرباء اللازمة لو ميض الضوء الخاطف. وتستخدم البطاريات الجافة الصغيرة كمصدر للتيار الكهربى لمصابيح الضوء الخاطف ( كتلك البطاريات التي تستخدم لكشاف الجيب المعد للإضاءة ) ويتقارب الضغط الكهربي في مثل هذه البطارية حول ١٫٥ فولت تقريباً ، فلو أردنا زيادة الضغط الكهربي كي يصبح ٣ فولت ، نستخدم لذلك بطاريتين جهد كل منها ١٥ فولت ونصل بينها بالطريقة المسماة ( التوصيل بطريق التوالى Wiring in series ) ( شكل ۲۰۹ ) ويعنى هذا أن التيار يسرى من البطارية الأولى وجهده ١٥ فولت إلى الثانية ويخرج منها وجهده ٣ فولت ، أما كمية الكهرباء فلن يحدث لها أى زيادة ، والطريقة العملية لذلك هي التوصيل بين قمة البطارية الأولى ( وهى القطعة النحاسية الصغيرة ) وبين قاع البطارية الثانية ( وهو المصنوع من الزنك ) أى هو بمعنى آخر التوصيل بين الطرف الموجب لإحدى البطاريتين وبين الطرف السالب للبطارية الأخرى ( شکل ۲۰۹ ) ..
وعلى هذا المنوال إذا أضفنا بطارية ثالثة على التوالى أيضاً فسوف يزيد الضغط أو فرق الجهد الكهربى إلى ٤٥ فولت ، وهكذا دون أن تزيد شدة التيار ( شكل ۲۰۹ ) .
وقد تعمدت أن أذكر تلك المقدمة لتفسير الخطأ الذي يقع فيه الكثيرون في حالة عدم وميض مصباح الضوء الخاطف حين يحاولون إصلاح الخلل بإضافة بطاريات أخرى . والواقع أن طريقة إضافة البطاريات بالشكل السابق كوسيلة لزيادة شدة التيار الكهربى غير مجدية إلا لزيادة الجهد فقط ، فهى لن تقوم بإصلاح الخلل ، بل بالعكس يترتب على ذلك زيادة المقاومة في الدائرة الكهربية .
ولكى يتيسر لنا فهم السبب في عدم كفاية كمية التيار الكهربي اللازم لوميض مصباح الضوء الخاطف برغم زيادة الضغط أو فرق الجهد الكهربى ، نعود إلى المثال السابق الخاص بضغط الماء . فإذا فرضنا أننا نحصل على الماء بوساطة مضخة خاصة ماصة كابسة محدودة القوة وفتحنا صنبور ماء بأقصى قوته ، فلن يكفى هذا الصنبور لملء جردل فى مدة ثلاث دقائق مثلاً ، فاذا فتحنا خمسة صنابير مياه لملء خمسة جرادل ، فأول ما يتبادر للذهن أن الزمن اللازم لمل. هذه الجرادل الخمسة هو ثلاث دقائق أيضا. ولكن إذا نظرنا إلى أن كمية المياه التي تصل إلى هذه الجرادل تتوقف أساسا على كمية المياه التي تمتصها المضخة ، نجد أنه من اللازم لكي نتمكن من ملء الجرادل الخمسة في ثلاث دقائق لا بد وأن تزيد كمية المياه التى تدفعها المضخة ، ويكون ذلك بزيادة قوة الآلة التي ترفع المياه إلى خمسة أضعاف قوتها عند ما كان صنبور واحد فقط هو المفتوح ، أو باستخدام خمس مضخات ماصة الخمسة صنابير .
جريا وراء التشبيه السابق نجد أنه بالنسبة للتيار الكهربي اللازم لتشغيل مصباح الضوء الخاطف بد أن نستخدم بطارية أخرى أقوى يمكن أن بستمد منها كمية أكبر من الكهرباء . بصرف النظر عن جهدها الكهربي ، أو أن تستخدم البطاريات السابقة مع إجراء التوصيل بطريق آخر هو المسمى التوصيل بطريق التوازى ، Parallel Wiring ( شكل ۲۱۰ ) ويستخدم لذلك سلك نحاس قصير سميك ( مع ملاحظة أن السلك الرفيع أو الطويل يزيد من المقاومة الكهربية ) وتتم تلك العملية بتوصيل الأقطاب السالبة معا في سلك واحد والأقطاب الموجبة معا فى سلك ،آخر ويوصل هذان السلكان السالب منهما والموجب إلى مصباح الضوء الخاطف . فإذا افترضنا أن كل بطارية تبعث ٤ أمبير بضغط قدره ١٥ فولت ، فعندئذ تكون شدة التيار الكهربى التي نحصل عليها من ثلاث بطاريات موصلة على التوازي = ١٢ أمبير بجهد قدره ١٫٥ فولت أيضا ( شكل ١١٠ ) .
تعليق