الخاصية التي تحدد مقدار التيار الذي سيمر ، التيار الكهربائي هو تدفق شحنة كهربائية عبر وسيط موصل. غالبًا ما يتم نقل هذه الشحنة في الدوائر الكهربائية عن طريق تحريك الإلكترونات في سلك. يمكن أيضًا حمله بواسطة الأيونات في المنحل بالكهرباء. سبب حركة الجسيمات المشحونة هو الجهد الكهربائي، عروس يقدم لك كل ما تحتاج إليه للتعرف على الخاصية التي تحدد مقدار التيار الذي سيمر.

الخاصية التي تحدد مقدار التيار الذي سيمر

التيار الكهربائي في السلك ، حيث تكون حاملات الشحنة عبارة عن إلكترونات ، هو مقياس لكمية الشحنة التي تمر بأي نقطة من السلك لكل وحدة زمنية. في التيار المتردد تنعكس حركة الشحنات الكهربائية بشكل دوري ؛ في التيار المباشر ليس كذلك. في العديد من السياقات ، يتم أخذ اتجاه التيار في الدوائر الكهربائية باعتباره اتجاه تدفق الشحنة الموجبة ، وهو الاتجاه المعاكس لانجراف الإلكترون الفعلي . عندما يعرف ذلك يسمى التيارالتيار التقليدي.
وعادة ما تشير التيار بالرمز I . قانون أوم يتعلق بها التيار المار من خلال موصل إلى الجهد V و المقاومة R . وهذا هو، V = I R . و البديل بيان ويعتبر قانون أوم I = V / R .
الحالي في الغازات و السوائل يتكون عموما من تدفق الأيونات الموجبة في اتجاه واحد جنبا إلى جنب مع تدفق الأيونات السالبة في الاتجاه المعاكس. لمعالجة التأثير الكلي للتيار ، يُؤخذ اتجاهه عادةً على أنه اتجاه حامل الشحنة الموجبة. إن تيار الشحنة السالبة التي تتحرك في الاتجاه المعاكس يعادل شحنة موجبة بنفس المقدار تتحرك في الاتجاه التقليدي ويجب إدراجه كمساهمة في إجمالي التيار. يتكون التيار في أشباه الموصلات من حركة الثقوب في الاتجاه التقليدي والإلكترونات في الاتجاه المعاكس.
تيارات أنواع عديدة أخرى موجودة، مثل أشعة من البروتونات، البوزيترونات ، أو البيونات اتهم و ميونات في مسرعات الجسيمات .
يولد التيار الكهربائي المصاحب المجال المغناطيسي ، كما هو الحال في المغناطيسات الكهربائية . عندما يتدفق تيار كهربائي في مجال مغناطيسي خارجي ، فإنه يواجه قوة مغناطيسية ، كما هو الحال في المحركات الكهربائية . و الحرارة الخسارة، أو الطاقة تبدد، من خلال التيار الكهربائي في موصل يتناسب مع مربع التيار.
الوحدة المشتركة للتيار الكهربائي هي أمبير ، والذي يُعرَّف بأنه تدفق كولوم واحد من الشحنة في الثانية ، أو 6.2 × 10 18 إلكترونًا في الثانية. السنتيمتر- جرام- ثانية من وحدات التيار هيوحدة الشحن الكهروستاتيكية (esu) في الثانية. أمبير واحد يساوي 3 × 10 9 esu في الثانية.
توفر خطوط الطاقة التجارية حوالي 100 أمبير لمنزل نموذجي ؛ يسحب مصباح بقدرة 60 وات حوالي 0.5 أمبير من التيار ومكيف هواء بغرفة واحدة حوالي 15 أمبير.

الجهد الكهربائي هو فرق الجهد الكهربائي في مكانين

الجهد الكهربي هو خاصية كهربائية لمكان معين ويتوافق مع "تركيز" الشحنات الكهربائية. تنتقل الجسيمات المشحونة المجانية من الأماكن ذات التركيز العالي إلى الأماكن ذات التركيز المنخفض. إذا كان هناك جهد كهربي (فرق الجهد) ، تبدأ الجسيمات المشحونة الحرة في التحرك في الاتجاه من مكان أعلى جهد كهربائي إلى مكان أدنى جهد كهربائي. حركة الجسيمات المشحونة الحرة (سالبة أو موجبة) من مكان أعلى جهد كهربائي إلى مكان أدنى جهد كهربائي يسمى التيار الكهربائي.
هناك نوعان من التيارات الكهربائية الأساسية:

  • التيار المتردد (AC) - الجهد يتغير (مأخذ التيار الكهربائي). عدد الدورات في ثانية واحدة يسمى التردد (يقاس بالهرتز).
  • التيار المباشر (DC) - الجهد لا يتغير (البطارية)

الخواص الكهربائية للجسم البشري

تحدد الخصائص الكهربائية للأنسجة البيولوجية والمعلقات الخلوية مسارات تدفق التيار عبر الجسم ، وبالتالي فهي مهمة جدًا في تحليل الإصابات بالتيار الكهربائي ومجموعة واسعة من التطبيقات الطبية الحيوية مثل التحفيز الكهربائي الوظيفي والتشخيص والعلاج من مختلف الظروف الفيزيولوجية مع التيارات الكهربائية الضعيفة ، وارتفاع الحرارة بالترددات الراديوية ، وتخطيط القلب ، وتكوين الجسم.

الإلكتروليتات

يتكون جسم الإنسان من 60٪ من الماء. يبلغ إجمالي كمية الماء عند الرجل متوسط ​​الوزن (70 كيلوجرامًا) حوالي 40 لترًا. يتم تقسيم ماء الجسم إلى الأجزاء التالية:

  • السائل داخل الخلايا (2/3 من ماء الجسم)
  • سائل خارج الخلوي (1/3 من ماء الجسم)

السوائل داخل الخلايا وخارجها عبارة عن إلكتروليتات مليئة بالأيونات الكيميائية الحيوية ، وبالتالي فهي موصلة جيدًا. أغشية الخلايا عبارة عن عوازل. إذا تم تطبيق الجهد الذي لا يتغير (DC) ، يمكن للتيار المباشر أن يتدفق عبر السوائل خارج الخلية. لا يمكن أن يمر التيار المستمر عبر أغشية الخلايا ، لذلك لا يمكن أن يتدفق داخل الخلايا (على عكس التيار المتردد).

مقاومة الجسم والتأثيرات الحرارية للتيار الكهربائي

  • تتركز مقاومة الجسم (مقاسة بالأوم / سم 2) بشكل أساسي في الجلد وتختلف بشكل مباشر مع حالة الجلد.
  • مقاومة البشرة الجافة السليمة المتقرنة جيدًا هي 20-30 كيلو أوم / سم 2 .
  • تبلغ مقاومة الجلد الرقيق الرطب حوالي 0.5 كيلو أوم / سم 2 .
  • مقاومة ثقب الجلد قد يكون ما يصل الى 0،2-0،3 أوم / CM2 .
  • نفس المقاومة في حالة التيار المطبق على الأغشية المخاطية الرطبة
  • إذا كانت مقاومة الجلد منخفضة ، تحدث القليل من الحروق ، إن وجدت ، على الرغم من أن السكتة القلبية قد تحدث إذا وصل التيار إلى القلب.
  • إذا كانت مقاومة الجلد عالية ، فقد يتبدد قدر كبير من الطاقة على السطح مع مرور التيار عبر الجلد ، ويمكن أن تحدث حروق سطحية كبيرة عند نقاط الدخول والخروج .
  • يتم حرق الأنسجة الداخلية حسب مقاومتها ؛ تقوم الأعصاب والأوعية الدموية والعضلات بتوصيل الكهرباء بسهولة أكبر من الأنسجة الأكثر كثافة (مثل الدهون والأوتار والعظام) وتتلف بشكل مفضل.
  • كلما زادت المقاومة كان الإنتاج الأعلى للحرارة هو ( الحرارة = التيار 2 × المقاوم  Q = I2. R. t ). إذا كان هناك عنصر ذو مقاومة عالية في الدائرة ، فعادة ما يكون ساخنًا ، اعتمادًا على قيمة التيار الكهربائي (التيار) في الدائرة ومقاومة العنصر.


صدمة كهربائية

تحدث الصدمة الكهربائية عند ملامسة جزء من الجسم (الإنسان) مع أي مصدر للكهرباء يؤدي إلى تيار كافي عبر الجلد أو العضلات أو الشعر. عادة ، يتم استخدام التعبير لوصف التعرض الضار للكهرباء.
يعتمد الحد الأدنى من التيار الذي يمكن أن يشعر به الإنسان على النوع الحالي (AC أو DC) والتردد. يمكن لأي شخص أن يشعر بما لا يقل عن 1 مللي أمبير من التيار المتردد عند 50-60 هرتز ، بينما يشعر على الأقل 5 مللي أمبير للتيار المستمر. قد يؤدي التيار ، إذا كان مرتفعًا بدرجة كافية ، إلى تلف الأنسجة أو الرجفان الذي يؤدي إلى توقف القلب. التيار 60 مللي أمبير من التيار المتردد أو 300-500 مللي أمبير من التيار المستمر يمكن أن يسبب الرجفان.
تعتبر الصدمة الكهربائية المستمرة من التيار المتردد عند 120 فولت و 60 هرتز مصدرًا خطيرًا بشكل خاص للرجفان البطيني لأنه عادة ما يتجاوز عتبة ترك ، مع عدم توفير طاقة أولية كافية لدفع الشخص بعيدًا عن المصدر. ومع ذلك ، فإن خطورة الصدمة المحتملة تعتمد على المسارات عبر الجسم التي تسلكها التيارات. يسمى الموت الناجم عن الصدمة الكهربائية بالصعق الكهربائي.
هناك ثلاثة عوامل أساسية تؤثر على شدة الصدمة التي يتلقاها الشخص عندما يكون جزءًا من دائرة كهربائية:

  • مقدار التيار المتدفق عبر الجسم (يقاس بالأمبير)
  • مسار التيار عبر الجسم
  • طول الوقت الذي يقضيه الجسم في الدائرة

العوامل الأخرى التي قد تؤثر على شدة الصدمة هي:

  • جهد التيار
  • وجود رطوبة في البيئة
  • مرحلة دورة القلب عند حدوث الصدمة
  • الصحة العامة للشخص قبل الصدمة
  • مدى سرعة علاج الشخص.

يمكن أن تتراوح التأثيرات من الوخز غير المحسوس إلى الحروق الشديدة والسكتة القلبية الفورية. على الرغم من عدم معرفة الإصابات الدقيقة التي تنتج عن أي تيار كهربائي معين