ما هو التيار الكهربائي؟ شروط وجود التيار الكهربائي: خصائصه وتصرفاته. ما هو التيار: الخصائص والمفاهيم الأساسية أين يستخدم التيار الكهربائي؟

لا تدخل. سوف تقتل! (مع)

متوسط ​​معرفة القراءة والكتابة للسكان في مجال الإلكترونيات والهندسة الكهربائية يترك الكثير مما هو مرغوب فيه. الحد الأقصى، لحام الدائرة، ولكن كيف تعمل هي غابة مظلمة. لسوء الحظ، فإن جميع الكتب المدرسية باللغة الروسية مليئة بالصيغ والتكاملات؛ في الأدب باللغة الإنجليزية، الأمور أفضل إلى حد ما. هناك منشورات مثيرة للاهتمام للغاية، ولكن حجر العثرة هنا هو اللغة الإنجليزية. سأحاول تقديم المفاهيم الأساسية للهندسة الكهربائية في متناول الجميع قدر الإمكان، وبأسلوب حر، ليس من مهندس إلى مهندس، ولكن من شخص لآخر. قد يجد القارئ المطلع أيضًا بعض النقاط المثيرة للاهتمام لنفسه.

التيار الكهربائي

مسارات التيار الكهربائي غامضة. (ج) أفكار من الإنترنت

ليس حقيقيًا. يمكن وصف كل شيء بطريقة أو بأخرى باستخدام نموذج رياضي، أو محاكاة، أو حتى تقدير سريع على قطعة من الورق، وبعض الأشخاص الفريدين يفعلون ذلك في رؤوسهم. أيهما أكثر ملاءمة لك. في الواقع، ولدت نقش هذا الفصل من الجهل بما هو التيار الكهربائي.

يتميز التيار الكهربائي بعدة معلمات. الجهد U والتيار I. بالطبع، نتذكر جميعًا تعريفات الفيزياء، لكن القليل من الناس يفهمون معناها. سأبدأ بالتوتر. فرق محتمل أو عمل على تحريك الشحنة، إذ يكتبون بشكل جاف وغير مثير للاهتمام في الكتب المدرسية. في الواقع، يتم قياس الجهد دائمًا بين نقطتين. ويتميز بالقدرة على خلق تيار كهربائي بين هاتين النقطتين. دعونا نسمي هذه النقاط مصدر الجهد. كلما زاد الجهد، كلما زاد التيار. الجهد الأقل يعني تيارًا أقل. ولكن المزيد عن ذلك في وقت لاحق قليلا.

ما هو الحالي؟ تخيل تشبيهًا: قاع النهر عبارة عن أسلاك، والتيار الكهربائي هو سرعة تدفق المياه في النهر. فالجهد هنا هو فرق الارتفاع بين نقطة بداية النهر ونقطة النهاية. أو الجهد هو مضخة تدفع الماء إذا كان النهر يتدفق في مستوى واحد. مثل هذه القياسات في المراحل الأولية مفيدة جدًا في فهم ما يحدث في الدائرة الكهربائية. لكن في النهاية من الأفضل التخلي عنهم. من الأفضل أن نفكر في التيار باعتباره تدفقًا للإلكترونات. مقدار الشحنة المنقولة لكل وحدة زمنية. بالطبع، تقول الكتب المدرسية أن الإلكترونات تتحرك بسرعة عدة سنتيمترات في الدقيقة وأن المجال الكهرومغناطيسي فقط هو المهم، ولكن دعونا ننسى ذلك الآن. لذلك، يمكن فهم التيار على أنه حركة التيار الكهربائي، أي. تكلفة. حاملات الشحنة، الإلكترونات، مشحونة سالبًا وتنتقل من جهد سلبي إلى جهد موجب، بينما التيار الكهربائي له اتجاه من جهد موجب إلى جهد سلبي، من زائد إلى ناقص، وهذا أمر معتاد للراحة وهذه هي الطريقة سوف نستخدمه في المستقبل، متناسين شحنة الإلكترون.

بالطبع لن يظهر التيار نفسه، فأنت بحاجة إلى إنشاء جهد بين نقطتين وتحتاج إلى نوع من الحمل لتدفق التيار من خلاله، متصلاً بهاتين النقطتين. من المفيد جدًا معرفة الخاصية التي تنص على أنه لكي يتدفق التيار، تحتاج إلى موصلين: مباشر للحمل، وعكسي من الحمل إلى المصدر. على سبيل المثال، إذا لم تكن موصلات مصدر الجهد قصيرة الدائرة، فلن يكون هناك تيار.

ما هو مصدر الجهد؟ لنتخيله على شكل صندوق أسود به محطتان على الأقل للاتصال. أبسط الأمثلة من الحياة الواقعية: مأخذ كهربائي، بطارية، مركم، إلخ.

مصدر الجهد المثالي لديه جهد ثابت عندما يتدفق أي تيار من خلاله. ماذا يحدث إذا قمت بإغلاق أطراف مصدر الجهد المثالي؟ سوف يتدفق تيار كبير بلا حدود. في الواقع، لا تستطيع مصادر الجهد إيصال تيار كبير إلى ما لا نهاية لأن لديها بعض المقاومة. على سبيل المثال، تتمتع الأسلاك الموجودة في مأخذ الطاقة بجهد 220 فولت من المنفذ نفسه إلى المحطة الفرعية بمقاومة، وإن كانت صغيرة، ولكنها ملحوظة تمامًا. تتمتع الأسلاك من المحطات الفرعية إلى محطات الطاقة أيضًا بمقاومة. يجب ألا ننسى مقاومة المحولات والمولدات. تتمتع البطاريات بمقاومة داخلية بسبب تفاعل كيميائي داخلي له معدل حدوث محدود.

ما هي المقاومة؟ بشكل عام، هذا الموضوع واسع جدا. ربما سأصفها في أحد الفصول القادمة. باختصار، هذه معلمة تربط التيار والجهد. فهو يحدد مقدار التيار الذي سيتدفق عند تطبيق الجهد على هذه المقاومة. وإذا تحدثنا بتشبيه "الماء"، فإن المقاومة هي سد على طريق النهر. كلما كانت الثقب في السد أصغر، كلما زادت المقاومة. هذه العلاقة يوصفها قانون أوم : . وكما يقولون: "إذا كنت لا تعرف قانون أوم، فابق في المنزل!"

بمعرفة قانون أوم، دون الجلوس في المنزل، ووجود أي مصدر حالي بجهد معين ومقاومة على شكل حمل، يمكننا التنبؤ بدقة شديدة بالتيار الذي سيتدفق.
تحتوي مصادر الجهد الحقيقي على نوع من الجهد الداخلي وتوفر تيارًا محدودًا معينًا يسمى تيار الدائرة القصيرة. وفي الوقت نفسه، يتم تفريغ البطاريات والمراكم أيضًا بمرور الوقت وتكون لها مقاومة داخلية غير خطية. ولكن دعونا ننسى ذلك أيضًا في الوقت الحالي، وإليكم السبب. في الدوائر الحقيقية، يكون التحليل أكثر ملاءمة باستخدام القيم اللحظية اللحظية للجهد والتيار، لذلك سنعتبر مصادر الجهد مثالية. باستثناء حقيقة أنك تحتاج إلى حساب الحد الأقصى للتيار الذي يستطيع المصدر توصيله.

حول تشبيه "الماء" بالتيار الكهربائي. كما كتبت بالفعل، هذا ليس صحيحا تماما، لأن سرعة النهر قبل وبعد السد ستكون مختلفة، وكمية المياه قبل وبعد السد ستكون مختلفة أيضا. في الدوائر الحقيقية، يكون التيار الكهربائي الذي يتدفق إلى المقاومة ويتدفق منها متساويًا. التيار في السلك الأمامي، إلى الحمل، وفي سلك العودة، من الحمل إلى المصدر، متساويان أيضًا. التيار لا يأتي من أي مكان ولا يذهب إلى أي مكان؛ الكمية التي "تتدفق" إلى عقدة الدائرة هي نفس الكمية التي "تتدفق"، حتى لو كان هناك عدة مسارات. على سبيل المثال، إذا كان هناك مسارين لتدفق التيار من مصدر ما، فسوف يتدفق على طول هذين المسارين، وسيكون إجمالي تيار المصدر مساوياً لمجموع التيارين. وهكذا. هذا مثال على قانون كيرشوف. انها بسيطة جدا.

هناك أيضًا قاعدتان أكثر أهمية. عند توصيل العناصر على التوازي، يكون الجهد في كل عنصر هو نفسه. على سبيل المثال، الجهد عبر المقاومات R2 وR3، في الشكل أعلاه، هو نفسه، ولكن يمكن أن تختلف التيارات إذا كانت المقاومات لها مقاومات مختلفة، وفقًا لقانون أوم. التيار عبر البطارية يساوي التيار عبر المقاومة R1 ويساوي مجموع التيارات عبر المقاومات R2 و R3. عند توصيلها على التوالي، تضاف جهود العناصر. على سبيل المثال، الجهد الذي تنتجه البطارية، أي. EMF الخاص بها يساوي الجهد عبر المقاوم R1 + الجهد عبر المقاوم R2 أو R3.

كما كتبت بالفعل، يتم قياس الجهد دائما بين نقطتين. في بعض الأحيان يمكنك أن تجد في الأدبيات: "الجهد عند نقطة كذا وكذا". وهذا يعني الجهد بين هذه النقطة ونقطة الصفر المحتملة. يمكنك إنشاء نقطة الصفر المحتملة، على سبيل المثال، عن طريق تأريض الدائرة. عادةً ما يتم تأريض الدائرة عند الجهد الأكثر سلبية بالقرب من مصدر الطاقة، على سبيل المثال، كما في الشكل أعلاه. صحيح أن هذا لا يحدث دائمًا، واستخدام الصفر مشروط تمامًا، على سبيل المثال، إذا كنا بحاجة إلى طاقة ثنائية القطب +15 و-15 فولت، فنحن بحاجة إلى "التأريض" ليس -15 فولت، ولكن الإمكانات في المنتصف. إذا قمنا بتأريض -15 فولت، فسنحصل على 0، +15، +30 فولت. انظر الصور أدناه.

يستخدم التأريض أيضًا كأرضية وقائية أو عمل. التأريض الوقائي يسمى التأريض. إذا تم كسر عزل الدائرة في منطقة أخرى غير الأرض، فسوف يتدفق تيار كبير عبر السلك المحايد وسيتم تشغيل الحماية، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل جزء من الدائرة. يجب علينا توفير الحماية مسبقًا عن طريق وضع قاطع دائرة أو أي جهاز آخر في مسار تدفق التيار.

في بعض الأحيان يكون من المستحيل أو المستحيل "تأريض" الدائرة. بدلا من الأرض، يتم استخدام مصطلح النقطة المشتركة أو الصفر. تتم الإشارة إلى الفولتية في مثل هذه الدوائر بالنسبة إلى نقطة مشتركة. علاوة على ذلك، فإن الدائرة بأكملها مرتبطة بالأرض، أي. يمكن تحديد موقع الإمكانات الصفرية في أي مكان. انظر الصورة.

عادةً ما يكون Xv قريبًا من 0 فولت. من ناحية أخرى، تعتبر هذه الدوائر غير المؤرضة أكثر أمانًا، لأنه إذا لمس شخص ما الدائرة والأرض في نفس الوقت، فلن يتدفق أي تيار، لأن لا يوجد مسار عكسي لتدفق التيار. أولئك. سوف تصبح الدائرة "مؤرضة" من خلال الشخص. ولكن من ناحية أخرى، فإن مثل هذه المخططات صعبة. إذا انكسر عزل الدائرة عن الأرض فجأة في أي لحظة فلن نعرف. والتي يمكن أن تكون خطيرة عند الفولتية العالية الخامس عشر.

بشكل عام، الأرض مصطلح واسع وغامض إلى حد ما. هناك الكثير من المصطلحات والأسماء للأرض، اعتمادًا على مكان "تأريض" الدائرة. يمكن فهم الأرض على أنها أرض وقائية وأرضية عمل (استنادًا إلى تدفق التيار من خلالها أثناء التشغيل العادي)، وكلاهما أرض إشارة وأرض طاقة (استنادًا إلى نوع التيار)، وكلاهما أرض تناظرية وأرضية رقمية (استنادًا إلى نوع الإشارة). يمكن فهم الأرض على أنها نقطة مشتركة، أو العكس، يمكن فهم النقطة المشتركة على أنها الأرض أو تكون كذلك. كما يمكن أن تكون جميع الأراضي موجودة في المخطط في نفس الوقت. لذلك عليك أن تنظر إلى السياق. حتى أن هناك صورة مضحكة في الأدب الأجنبي، انظر أدناه. ولكن عادة ما يكون الأرضي هو الدائرة 0 فولت وهذه هي النقطة التي يتم من خلالها قياس جهد الدائرة.

وحتى الآن عندما ذكرت مصدر الجهد لم أتطرق إلى نوع هذا الجهد نفسه. هناك توتر يتغير بمرور الوقت، وهناك توتر لا يتغير. أولئك. متغير وثابت. على سبيل المثال، الجهد الذي يختلف حسب القانون الجيبي معروف لدى الجميع، وهو جهد الشبكة 220 فولت في المقابس المنزلية. من السهل جدًا العمل بجهد ثابت؛ لقد فعلنا ذلك بالفعل أعلاه عندما نظرنا إلى قانون كيرشوف. ولكن ماذا تفعل بالجهد المتردد وكيف نتعامل معه؟

يوضح الشكل عدة فترات من الجهد المتردد 220 فولت 50 هرتز (الخط الأزرق). الخط الأحمر هو جهد ثابت 220 فولت، للمقارنة.

دعونا أولا نحدد ما هو جهد 220 فولت، وفقا للمعيار الجديد، من المفترض أن يعتبر 230 فولت. هذه هي قيمة الجهد الفعال. ستكون قيمة السعة جذرًا أعلى مرتين وستكون حوالي 308 فولت. القيمة الفعالة هي قيمة الجهد التي يتم عندها إطلاق نفس كمية الحرارة في الموصل خلال فترة التيار المتردد كما هو الحال مع التيار المباشر لنفس الجهد. من الناحية الرياضية، هذا هو الجذر التربيعي لقيمة الجهد. في الأدب الإنجليزي، يتم استخدام مصطلح RMS، ويتم وضع علامة على الأدوات التي تقيس القيمة الفعالة الحقيقية بـ "TRUE RMS".

للوهلة الأولى قد يبدو هذا غير مريح، وهو نوع من القيمة الفعالة، لكنه مناسب لحسابات الطاقة دون الحاجة إلى تحويل الجهد.

ومن الملائم أيضًا اعتبار الجهد المتردد بمثابة جهد ثابت يتم أخذه في أي وقت. ثم قم بتحليل الدائرة عدة مرات، مع تغيير إشارة الجهد الثابت إلى الاتجاه المعاكس. أولاً، ضع في اعتبارك تشغيل الدائرة بجهد إيجابي ثابت، ثم قم بتغيير الإشارة من الموجب إلى السالب.
يتطلب جهد التيار المتردد أيضًا سلكين. يطلق عليهم المرحلة والصفر. في بعض الأحيان يتم تأريض الصفر. يسمى هذا النظام بمرحلة واحدة. يتم قياس جهد الطور بالنسبة إلى الصفر ويتغير بمرور الوقت، كما هو موضح في الشكل أعلاه. مع جهد نصف موجة إيجابي، يتدفق التيار من الطور إلى الحمل النشط ويعود من الحمل مرة أخرى عبر السلك المحايد. في حالة نصف الموجة السالبة، يتدفق التيار عبر السلك المحايد ويعود عبر سلك الطور.

تستخدم الشبكات ثلاثية الطور على نطاق واسع في الصناعة. هذه حالة خاصة للأنظمة متعددة الأطوار. في جوهرها، كل شيء هو نفس نظام أحادي الطور، مضروبًا فقط في 3، أي. استخدام ثلاث مراحل وثلاثة أسباب في وقت واحد. تم اختراعه لأول مرة بواسطة N. Tesla، وتم تحسينه لاحقًا بواسطة M. O. Dolivo-Dobrovolsky. كان التحسن هو أنه لنقل تيار كهربائي ثلاثي الطور، كان من الممكن التخلص من أسلاك إضافية؛ أربعة منها كانت كافية: ثلاث مراحل ABC وسلك محايد، أو ثلاث مراحل معًا، مع التخلي عن الصفر. غالبًا ما يتم تأريض السلك المحايد. في الشكل أدناه، الصفر شائع.

لماذا 3 مراحل، لا أكثر ولا أقل؟ من ناحية، يتم ضمان 3 مراحل لإنشاء مجال مغناطيسي دوار، وهو أمر ضروري للغاية للمحركات الكهربائية لتدوير أو استقبالها من مولدات محطات الطاقة، ومن ناحية أخرى، فهي مفيدة اقتصاديًا من وجهة نظر مادية. أقل غير ممكن، ولكن أكثر ليس ضروريا.

لضمان إنشاء حقل دوار في شبكة ثلاثية الطور، يجب أن يتم إزاحة مراحل الجهد بالنسبة لبعضها البعض. إذا اعتبرنا دورة الجهد الكاملة 360 درجة، فإن 360/3 = 120 درجة. أولئك. يتم تحويل جهد كل مرحلة بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة. انظر الصورة أدناه.

فيما يلي رسم بياني لجهد شبكة ثلاثية الطور 380 فولت مع مرور الوقت. كما يتبين من الشكل، كل شيء هو نفسه كما هو الحال مع شبكة أحادية الطور، فقط الفولتية زادت. 380 فولت هو ما يسمى بجهد الشبكة الخطية Ul، أي. الجهد المقاس بين مرحلتين. يوضح الشكل مثالاً لإيجاد القيمة اللحظية لـ Ul. ويختلف أيضًا وفقًا للقانون الجيبي. أيضا، جنبا إلى جنب مع الجهد الخطي، تتميز المرحلة Uph. ويقاس بين المرحلة والصفر. جهد الطور في هذه الشبكة ثلاثية الطور هو 220 فولت. وبطبيعة الحال، نعني بجهد الطور والخط الجهد الفعال. يرتبط الجهد الخطي بالطور كجذر الثلاثة.

يمكن توصيل الحمل بشبكة ثلاثية الطور بأي طريقة - لجهد الطور: بين أي طور والصفر، أو لخط الجهد: بين مرحلتين. إذا كان الحمل متصلاً بجهد الطور، فإن مخطط الاتصال هذا يسمى نجمة. هو مبين أعلاه. إذا كان لخط الجهد، فإن الاتصال يكون دلتا. إذا تم توصيل نفس الحمل بجهود الخط بين المراحل الثلاث، فإن هذه الشبكات تكون متناظرة. لا يتدفق أي تيار عبر السلك المحايد في الشبكات المتناظرة. انظر الشكل. أقل. تعتبر الشبكات الصناعية أيضًا متناظرة بشكل مشروط. كقاعدة عامة، يوجد الصفر في مثل هذه الشبكات، ولكن فقط لأغراض الحماية. في بعض الأحيان قد يكون غائبا تماما. صورة مضحكة من الويكي توضح بوضوح كيفية تدفق التيار في مثل هذه الشبكات.

وبهذا نختتم عرضنا الموجز عن الشبكات الكهربائية والكهرباء. ربما سأشرح في المستقبل بالتفصيل كيفية عمل الصمام الثنائي والترانزستور، وما هو الصمام الثنائي زينر والثايرستور وعناصر أخرى. اكتب ما يهمك أن تقرأ عنه.

فهرس

1. فن تصميم الدوائر، ب. هورويتز. 2003.
2. أسباب التأريض. دليل من الدائرة إلى النظام، إيليا ب. جوفي، قفل كاي سانغ.
3. ويكي وموارد الإنترنت.

من الصعب اليوم تخيل الحياة بدون ظاهرة مثل الكهرباء، لكن البشرية تعلمت استخدامها لأغراضها الخاصة منذ وقت ليس ببعيد. استغرقت دراسة جوهر وخصائص هذا النوع الخاص من المادة عدة قرون، لكن حتى الآن لا يمكننا أن نقول بثقة أننا نعرف كل شيء عنها تمامًا.

مفهوم وجوهر التيار الكهربائي

إن التيار الكهربائي، كما هو معروف من مقررات الفيزياء المدرسية، ليس أكثر من حركة منتظمة لأي جسيمات مشحونة. يمكن أن يكون الأخير إما إلكترونات أو أيونات سالبة الشحنة. ويعتقد أن هذا النوع من المادة لا يمكن أن ينشأ إلا فيما يسمى بالموصلات، ولكن هذا أبعد ما يكون عن الحقيقة. والحقيقة هي أنه عندما تتلامس أي أجسام، ينشأ دائمًا عدد معين من الجسيمات المشحونة بشكل معاكس، والتي يمكن أن تبدأ في التحرك. في المواد العازلة، تكون الحركة الحرة لنفس الإلكترونات صعبة للغاية وتتطلب قوى خارجية هائلة، ولهذا السبب يقولون إنها لا توصل التيار الكهربائي.

شروط وجود التيار في الدائرة

لقد لاحظ العلماء منذ فترة طويلة أن هذه الظاهرة الفيزيائية لا يمكن أن تنشأ وتستمر لفترة طويلة من تلقاء نفسها. تتضمن شروط وجود التيار الكهربائي عدة أحكام مهمة. أولاً، هذه الظاهرة مستحيلة دون وجود الإلكترونات والأيونات الحرة التي تعمل كمرسلات للشحنة. ثانيًا، لكي تبدأ هذه الجزيئات الأولية في التحرك بشكل منظم، من الضروري إنشاء حقل، السمة الرئيسية له هي الفرق المحتمل بين أي نقاط للكهربائي. وأخيرا، ثالثا، لا يمكن للتيار الكهربائي أن يتواجد لفترة طويلة إلا تحت تأثير قوى كولوم، حيث أن الإمكانات سوف تتساوى تدريجيا. ولهذا السبب هناك حاجة إلى مكونات معينة تعمل كمحولات لأنواع مختلفة من الطاقة الميكانيكية والحرارية. وعادة ما يطلق عليهم المصادر الحالية.

سؤال حول المصادر الحالية

مصادر التيار الكهربائي هي أجهزة خاصة تولد مجالًا كهربائيًا. وأهمها الخلايا الجلفانية، والألواح الشمسية، والمولدات الكهربائية، والبطاريات. تتميز بقوتها وإنتاجيتها ووقت التشغيل.

التيار، الجهد، المقاومة

مثل أي ظاهرة فيزيائية أخرى، للتيار الكهربائي عدد من الخصائص. وأهمها قوتها وجهد الدائرة ومقاومتها. أولها خاصية كمية للشحنة التي تمر عبر المقطع العرضي لموصل معين لكل وحدة زمنية. الجهد (وتسمى أيضًا القوة الدافعة الكهربائية) ليس أكثر من حجم فرق الجهد الذي تؤدي به الشحنة المارة إلى قدر معين من العمل. وأخيرًا، المقاومة هي خاصية داخلية للموصل، توضح مقدار القوة التي يجب أن تبذلها الشحنة لتمريرها.

التيار الكهربائي هو الحركة المنظمة للجسيمات المشحونة. في المواد الصلبة، هذه هي حركة الإلكترونات (جسيمات سالبة الشحنة)؛ وفي الأجسام السائلة والغازية، هذه هي حركة الأيونات (جسيمات موجبة الشحنة). علاوة على ذلك، يمكن أن يكون التيار ثابتًا أو متناوبًا، ولهما حركات مختلفة تمامًا للشحنات الكهربائية. من أجل فهم موضوع الحركة الحالية في الموصلات وإتقانه جيدًا، ربما تحتاج أولاً إلى فهم أساسيات الفيزياء الكهربية بمزيد من التفصيل. هذا هو المكان الذي سأبدأ فيه.

إذًا كيف يتدفق التيار الكهربائي في المقام الأول؟ من المعروف أن المواد تتكون من ذرات. هذه هي الجسيمات الأولية للمادة. ويشبه هيكل الذرة نظامنا الشمسي، حيث تقع نواة الذرة في المركز. وهو يتألف من البروتونات (جسيمات كهربائية موجبة) والنيوترونات (جسيمات متعادلة كهربائيا) مضغوطة بإحكام معا. تدور الإلكترونات (جسيمات أصغر ذات شحنة سالبة) حول هذه النواة بسرعة هائلة في مداراتها. تحتوي المواد المختلفة على أعداد مختلفة من الإلكترونات والمدارات التي تدور فيها. تحتوي ذرات المواد الصلبة على ما يسمى بالشبكة البلورية. هذا هو هيكل المادة حيث يتم ترتيب الذرات بالنسبة لبعضها البعض بترتيب معين.

أين يمكن أن ينشأ التيار الكهربائي هنا؟ اتضح أنه في بعض المواد (الموصلات الحالية)، يمكن للإلكترونات الأبعد عن نواتها أن تنفصل عن الذرة وتنتقل إلى ذرة مجاورة. وتسمى حركة الإلكترونات هذه بالحرية. تتحرك الإلكترونات ببساطة داخل المادة من ذرة إلى أخرى. أما إذا تم توصيل مجال كهرومغناطيسي خارجي بهذه المادة (موصل للكهرباء)، وبالتالي تكوين دائرة كهربائية، فإن جميع الإلكترونات الحرة ستبدأ بالتحرك في اتجاه واحد. هذه هي بالضبط حركة التيار الكهربائي داخل الموصل.

الآن دعونا نتعرف على ماهية التيار المباشر والتيار المتناوب. لذا فإن التيار المباشر يتحرك دائمًا في اتجاه واحد فقط. كما ذكرنا في البداية، فإن الإلكترونات تتحرك في المواد الصلبة، والأيونات تتحرك في الأجسام السائلة والغازية. الإلكترونات هي جسيمات سالبة الشحنة. وبالتالي، في المواد الصلبة، يتدفق التيار الكهربائي من ناقص إلى موجب مصدر الطاقة (تتحرك الإلكترونات على طول الدائرة الكهربائية). في السوائل والغازات، يتحرك التيار في اتجاهين في وقت واحد، أو بالأحرى، في وقت واحد، تتدفق الإلكترونات إلى الزائد، والأيونات (الذرات الفردية غير المترابطة بواسطة شبكة بلورية، كل منها بمفردها) تتدفق إلى ناقص مصدر الطاقة.

ومن المتعارف عليه رسمياً لدى العلماء أن الحركة تحدث من الموجب إلى الناقص (عكس ما يحدث في الواقع). لذا، فمن الصحيح من الناحية العلمية أن نقول إن التيار الكهربائي يتحرك من الموجب إلى السالب، ولكن من وجهة النظر الحقيقية (الطبيعة الكهروفيزيائية) فمن الأصح الاعتقاد بأن التيار يتدفق من السالب إلى الموجب (في المواد الصلبة). ربما تم ذلك من أجل بعض الراحة.

الآن، أما بالنسبة للتيار الكهربائي المتناوب. هنا كل شيء أكثر تعقيدًا بعض الشيء. إذا كان لحركة الجسيمات المشحونة في حالة التيار المباشر اتجاه واحد فقط (تتدفق الإلكترونات ذات علامة الطرح فيزيائيًا إلى علامة الزائد) ، فمع التيار المتردد يتغير اتجاه الحركة بشكل دوري إلى الاتجاه المعاكس. ربما سمعت أن الشبكة الكهربائية العادية في المدينة لديها جهد متناوب يبلغ 220 فولتًا وترددًا قياسيًا يبلغ 50 هرتز. إذن تشير هذه الـ 50 هرتز إلى أنه في ثانية واحدة يتمكن التيار الكهربائي من المرور بدورة كاملة ذات شكل جيبي 50 مرة. في الواقع، في ثانية واحدة يتغير اتجاه التيار ما يصل إلى 100 مرة (يتغير مرتين في دورة واحدة).

ملاحظة: اتجاه التيار في الدوائر الكهربائية مهم. في كثير من الحالات، إذا تم تصميم الدائرة لاتجاه واحد من التيار، وقمت بطريق الخطأ بتغييرها إلى الاتجاه المعاكس أو توصيل التيار المتردد بدلاً من التيار المباشر، فمن المرجح أن يفشل الجهاز ببساطة. يمكن للعديد من أشباه الموصلات التي تعمل في الدوائر أن تخترق وتحترق عندما يتدفق التيار في الاتجاه المعاكس. لذلك عند توصيل الطاقة الكهربائية، يجب عليك مراعاة اتجاه التيار بدقة.

يتشكل تيار كهربائي في المادة فقط في حالة وجود جزيئات حرة مشحونة. يمكن أن تكون الشحنة موجودة في الوسط في البداية أو يمكن أن تتشكل بمساعدة عوامل خارجية (درجة الحرارة، المجال الكهرومغناطيسي، المؤينات). تكون حركة الجسيمات المشحونة فوضوية في غياب المجال الكهرومغناطيسي، وعند اتصالها بنقطتين من مادة ما، تتحول فروق الجهد إلى اختلافات موجهة - من مادة إلى أخرى.

مفهوم وجوهر ومظاهر التيار الكهربائي

التعريف 1

التيار الكهربائي هو الحركة المنظمة والموجهة للجزيئات المشحونة.

هذه الجزيئات يمكن أن تكون:

• في الغازات - الأيونات والإلكترونات،
• في المعادن - الإلكترونات،
• في الشوارد - الأنيونات والكاتيونات،
• في الفراغ - الإلكترونات (في ظل ظروف معينة)،
• في أشباه الموصلات - الثقوب والإلكترونات (موصلية ثقب الإلكترون).

ملاحظة 1

غالبا ما يستخدم هذا التعريف. التيار الكهربائي هو تيار الإزاحة الذي يحدث نتيجة للتغير في المجال الكهربائي مع مرور الوقت.

يمكن التعبير عن التيار الكهربائي بالمظاهر التالية:

1. تسخين الموصلات. لا يحدث توليد الحرارة في الموصلات الفائقة.
2. التغيرات في التركيب الكيميائي لبعض الموصلات. يمكن ملاحظة هذا المظهر بشكل رئيسي في الشوارد.
3. تشكيل مجال كهربائي. ويظهر في جميع الموصلات دون استثناء.

الشكل 1. التيار الكهربائي - الحركة المنظمة للجسيمات المشحونة. Author24 - تبادل أعمال الطلاب عبر الإنترنت

تصنيف التيار الكهربائي

التعريف 2

تيار التوصيل الكهربائي هو ظاهرة تتحرك فيها الجزيئات المشحونة داخل العناصر العيانية لوسط معين.

تيار الحمل الحراري هو ظاهرة تتحرك فيها الأجسام المشحونة العيانية (على سبيل المثال، قطرات المطر المشحونة).

هناك تيارات كهربائية مباشرة ومتناوبة ونابضة ومجموعاتها المختلفة. ومع ذلك، في مثل هذه المجموعات غالبًا ما يتم حذف مصطلح "كهربائي".

هناك عدة أنواع من التيار الكهربائي:

1. التيار المباشر هو تيار يتغير حجمه واتجاهه قليلاً بمرور الوقت.
2. التيار المتردد هو تيار يتغير اتجاهه وحجمه تدريجياً مع مرور الوقت. يشير التيار المتناوب إلى تيار غير ثابت. من بين جميع أنواع التيار المتردد، فإن النوع الرئيسي هو الذي لا يمكن أن تتغير قيمته إلا بموجب قانون جيبي. يتغير جهد كل طرف من طرفي الموصل في هذه الحالة بالنسبة للطرف الآخر بالتناوب من السالب إلى الموجب، والعكس. وفي الوقت نفسه، فإنه يمر عبر جميع الإمكانات المتوسطة. ونتيجة لذلك، يتشكل تيار يغير اتجاهه باستمرار. وبالتحرك في اتجاه واحد، يزداد التيار، ليصل إلى الحد الأقصى، وهو ما يسمى بقيمة السعة. وبعد ذلك ينخفض، ليصبح مساوياً للصفر لفترة معينة، وبعد ذلك تستأنف الدورة.
3. التيار شبه الثابت هو تيار متناوب يتغير ببطء نسبيًا، بالنسبة لقيمه اللحظية، فإن قوانين التيارات المباشرة مستوفاة بدقة كافية. قوانين مماثلة هي قواعد كيرشوف وقانون أوم. شبه ثابتة إذن في جميع أقسام الشبكة غير المتفرعة لها نفس القوة. عند حساب دوائر تيار معين، يتم أخذ المعلمات المجمعة بعين الاعتبار. التيارات الصناعية شبه الثابتة هي تلك التي لا يتم فيها استيفاء حالة شبه ثابتة على طول الخط (باستثناء التيارات في خطوط النقل لمسافات طويلة).
4. التيار المتردد عالي التردد هو تيار كهربائي لم تعد فيه الحالة شبه الثابتة مرضية. يمر على طول سطح الموصل ويتدفق حوله من جميع الجوانب. ويسمى هذا التأثير تأثير الجلد.
5. التيار النابض هو تيار كهربائي يظل فيه الاتجاه ثابتًا ويتغير مقداره فقط.
6. تيارات إيدي أو تيارات فوكو هي تيارات كهربائية مغلقة تقع في موصل ضخم وتنشأ عندما يتغير التدفق المغناطيسي. وبناء على ذلك، فإن التيارات الدوامية هي تيارات حثية. كلما تغير التدفق المغناطيسي بشكل أسرع، أصبحت التيارات الدوامة أقوى. وهي لا تتدفق على طول مسارات معينة على طول الأسلاك، ولكنها تكون مغلقة في الموصل وتشكل دوائر تشبه الدوامة.

بسبب وجود تيارات إيدي، يحدث تأثير الجلد عندما ينتشر التدفق المغناطيسي والتيار الكهربائي المتناوب على طول الطبقة السطحية للموصل. بسبب التسخين بواسطة التيارات الدوامية، يحدث فقدان للطاقة، خاصة في قلوب ملفات التيار المتردد. لتقليل فقدان الطاقة للتيارات الدوامية، يتم استخدام تقسيم الأسلاك المغناطيسية ذات التيار المتردد إلى ألواح منفصلة، ​​معزولة عن بعضها البعض وتقع بشكل عمودي على اتجاه التيارات الدوامية. ولهذا السبب، فإن الملامح المحتملة لمساراتها محدودة، ويتناقص حجم هذه التيارات بسرعة.

خصائص التيار الكهربائي

تاريخيًا، يتزامن اتجاه حركة الشحنات الموجبة في الموصل مع اتجاه التيار. إذا كانت الناقلات الطبيعية للتيار الكهربائي عبارة عن إلكترونات سالبة الشحنة، فإن اتجاه التيار سيكون عكس اتجاه الجسيمات الموجبة الشحنة.

تعتمد سرعة الجسيمات المشحونة بشكل مباشر على شحنة الجسيمات وكتلتها، والمادة الموصلة، ودرجة حرارة البيئة الخارجية، وفرق الجهد المطبق. سرعة الحركة المستهدفة هي قيمة أقل بكثير من سرعة الضوء. تتحرك الإلكترونات في الموصل خلال ثانية واحدة بسبب حركة منتظمة تقل عن عُشر المليمتر. ولكن على الرغم من ذلك فإن سرعة انتشار التيار تساوي سرعة الضوء وسرعة انتشار مقدمة الموجات الكهرومغناطيسية.

المكان الذي تتغير فيه سرعة حركة الإلكترون بعد تغير الجهد يتحرك مع سرعة انتشار التذبذب الكهرومغناطيسي.

الأنواع الرئيسية من الموصلات

تحتوي الموصلات، على عكس العوازل الكهربائية، على ناقلات مجانية للشحنات غير المعوضة. تتحرك تحت تأثير الإمكانات الكهربائية وتشكل تيارًا كهربائيًا.

إن خاصية الجهد الحالي أو، بمعنى آخر، اعتماد التيار على الجهد هي السمة الرئيسية للموصل. بالنسبة للإلكتروليتات والموصلات المعدنية، فإنها تأخذ الشكل الأبسط: قوة التيار تتناسب طرديًا مع الجهد. هذا هو قانون أوم.

في المعادن، ناقلات التيار هي إلكترونات التوصيل، والتي تعتبر بمثابة غاز الإلكترون. تتجلى فيها الخصائص الكمومية للغاز المنحل بوضوح.

البلازما هي غاز مؤين. في هذه الحالة، يتم نقل الشحنة الكهربائية بمساعدة الأيونات والإلكترونات الحرة. تتشكل الإلكترونات الحرة تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية أو الحرارة.

الإلكتروليتات هي أنظمة ومواد صلبة أو سائلة يوجد فيها تركيز ملحوظ من الأيونات، مما يؤدي إلى مرور التيار الكهربائي. أثناء عملية التفكك الإلكتروليتي، تتشكل الأيونات. تقل مقاومة الإلكتروليتات عند تسخينها بسبب زيادة عدد الجزيئات التي تتحلل إلى أيونات. نتيجة لمرور التيار الكهربائي عبر المنحل بالكهرباء، تقترب الأيونات من الأقطاب الكهربائية ويتم تحييدها، وتستقر عليها.

تحدد القوانين الفيزيائية للتحليل الكهربائي لفاراداي كتلة المادة التي يتم إطلاقها على الأقطاب الكهربائية. ويوجد أيضًا تيار كهربائي من الإلكترونات في الفراغ، يستخدم في أجهزة شعاع الإلكترون.

الإلكترونات أو الثقوب (موصلية ثقب الإلكترون). في بعض الأحيان يسمى التيار الكهربائي أيضًا تيار الإزاحة، والذي ينشأ نتيجة للتغير في المجال الكهربائي مع مرور الوقت.

التيار الكهربائي له المظاهر التالية:

يوتيوب الموسوعي

1 / 5

✪ فيزياء القوة الحالية للتيار الكهربائي الصف الثامن

✪ تيار كهربائي

✪ #9 التيار الكهربائي والإلكترونات

✪ ما هو التيار الكهربائي [Amateur Radio TV 2]

✪ ماذا يحدث في حالة حدوث صدمة كهربائية

ترجمات

تصنيف

إذا تحركت الجسيمات المشحونة داخل الأجسام العيانية بالنسبة إلى وسط معين، فإن هذا التيار يسمى كهربائيًا تيار التوصيل. إذا تحركت الأجسام المشحونة العيانية (على سبيل المثال، قطرات المطر المشحونة)، فإن هذا التيار يسمى الحمل الحراري .

هناك تيارات كهربائية مباشرة ومتناوبة، بالإضافة إلى أنواع مختلفة من التيار المتردد. في مثل هذه المفاهيم غالبًا ما يتم حذف كلمة "كهربائي".

• التيار المباشر - تيار لا يتغير اتجاهه وحجمه مع مرور الوقت.

تيارات إيدي

تيارات إيدي (تيارات فوكو) هي "تيارات كهربائية مغلقة في موصل ضخم تنشأ عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يخترقه"، وبالتالي فإن التيارات الدوامية هي تيارات مستحثة. كلما تغير التدفق المغناطيسي بشكل أسرع، زادت قوة التيارات الدوامة. لا تتدفق تيارات إيدي على طول مسارات محددة في الأسلاك، ولكن عندما تغلق في الموصل، فإنها تشكل دوائر تشبه الدوامة.

يؤدي وجود تيارات إيدي إلى تأثير الجلد، أي أن التيار الكهربائي المتناوب والتدفق المغناطيسي ينتشران بشكل رئيسي في الطبقة السطحية للموصل. يؤدي تسخين الموصلات بواسطة التيارات الدوامية إلى فقدان الطاقة، خاصة في قلب ملفات التيار المتردد. لتقليل فقدان الطاقة بسبب التيارات الدوامية، يتم استخدام تقسيم الدوائر المغناطيسية ذات التيار المتردد إلى لوحات منفصلة، ​​معزولة عن بعضها البعض وتقع بشكل عمودي على اتجاه التيارات الدوامية، مما يحد من الخطوط المحتملة لمساراتها ويقلل بشكل كبير من حجم التيارات الدوامية. هذه التيارات. في الترددات العالية جدًا، بدلاً من المغناطيسات الحديدية، يتم استخدام العازل الكهربائي المغناطيسي في الدوائر المغناطيسية، والتي لا تنشأ فيها تيارات إيدي عمليًا بسبب المقاومة العالية جدًا.

صفات

تاريخيا من المقبول ذلك اتجاه التياريتزامن مع اتجاه حركة الشحنات الموجبة في الموصل. علاوة على ذلك، إذا كانت حاملات التيار الوحيدة هي جسيمات سالبة الشحنة (على سبيل المثال، الإلكترونات في المعدن)، فإن اتجاه التيار يكون عكس اتجاه حركة الجسيمات المشحونة. .

سرعة انجراف الإلكترونات

تحدث مقاومة الإشعاع نتيجة لتكوين موجات كهرومغناطيسية حول الموصل. تعتمد هذه المقاومة بشكل معقد على شكل وحجم الموصل، وعلى طول الموجة المنبعثة. بالنسبة لموصل مستقيم واحد، حيث يكون التيار في كل مكان بنفس الاتجاه والقوة، وطوله L أقل بكثير من طول الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة منه lect (\displaystyle \lambda)، اعتماد المقاومة على الطول الموجي والموصل بسيط نسبيًا:

R = 3200 (L α) (\displaystyle R=3200\left((\frac (L)(\lambda ))\right))

التيار الكهربائي الأكثر استخدامًا بتردد قياسي 50 هرتزيتوافق مع موجة يبلغ طولها حوالي 6 آلاف كيلومتر، ولهذا عادة ما تكون قوة الإشعاع ضئيلة مقارنة بقوة الفقد الحراري. ولكن مع زيادة تردد التيار، يقل طول الموجة المنبعثة، وتزداد قوة الإشعاع تبعًا لذلك. يسمى الموصل القادر على انبعاث طاقة ملحوظة بالهوائي.

تكرار

يشير مفهوم التردد إلى تيار متناوب يغير قوته و/أو اتجاهه بشكل دوري. يتضمن هذا أيضًا التيار الأكثر استخدامًا، والذي يختلف وفقًا للقانون الجيبي.

فترة التيار المتردد هي أقصر فترة زمنية (معبر عنها بالثواني) تتكرر خلالها التغيرات في التيار (والجهد). ويسمى عدد الفترات التي يؤديها التيار لكل وحدة زمنية بالتردد. يتم قياس التردد بالهرتز، حيث يقابل هرتز واحد (هرتز) دورة واحدة في الثانية.

التحيز الحالي

في بعض الأحيان، من أجل الراحة، يتم تقديم مفهوم تيار الإزاحة. في معادلات ماكسويل، يوجد تيار الإزاحة على قدم المساواة مع التيار الناتج عن حركة الشحنات. تعتمد شدة المجال المغناطيسي على إجمالي التيار الكهربائي، الذي يساوي مجموع تيار التوصيل وتيار الإزاحة. بحكم التعريف، والكثافة الحالية التحيز j D → (\displaystyle (\vec (j_(D))))- كمية متجهة تتناسب مع معدل تغير المجال الكهربائي E → (\displaystyle (\vec (E)))في الوقت المناسب:

j D → = ∂ E → ∂ t (\displaystyle (\vec (j_(D)))=(\frac (\جزئي (\vec (E)))(\جزئي t)))

والحقيقة هي أنه عندما يتغير المجال الكهربائي، وكذلك عندما يتدفق التيار، يتم إنشاء مجال مغناطيسي، مما يجعل هاتين العمليتين متشابهتين مع بعضهما البعض. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التغير في المجال الكهربائي عادة ما يكون مصحوبا بنقل الطاقة. على سبيل المثال، عند شحن وتفريغ مكثف، على الرغم من عدم وجود حركة للجسيمات المشحونة بين لوحاته، فإنهم يتحدثون عن تيار إزاحة يتدفق عبره، وينقل بعض الطاقة ويغلق الدائرة الكهربائية بطريقة فريدة. التحيز الحالي أنا د (\displaystyle I_(D))في مكثف يتم تحديده بواسطة الصيغة:

I D = d Q d t = − C d U d t (\displaystyle I_(D)=(\frac ((\rm (d))Q)((\rm (d))t))=-C(\frac ( (\rm (d))U)((\rm (d))t))),

أين س (\displaystyle س)- الشحن على لوحات المكثفات، يو (\displaystyle U)- فرق الجهد بين اللوحين ج (\displaystyle C)- سعة المكثف .

تيار الإزاحة ليس تيارًا كهربائيًا لأنه لا يرتبط بحركة شحنة كهربائية.

الأنواع الرئيسية من الموصلات

على عكس المواد العازلة، تحتوي الموصلات على ناقلات حرة للشحنات غير المعوضة، والتي، تحت تأثير القوة، عادة ما تكون فرق الجهد الكهربائي، تتحرك وتولد تيارًا كهربائيًا. تعتبر خاصية الجهد الحالي (اعتماد التيار على الجهد) هي أهم خاصية للموصل. بالنسبة للموصلات المعدنية والإلكتروليتات، يكون لها أبسط شكل: تتناسب القوة الحالية بشكل مباشر مع الجهد (قانون أوم).

المعادن - حاملات التيار هنا هي إلكترونات التوصيل، والتي تعتبر عادة غازًا إلكترونيًا، وتظهر بوضوح الخصائص الكمومية للغاز المتحلل.

التيارات الكهربائية في الطبيعة

يستخدم التيار الكهربائي كحامل لإشارات متفاوتة التعقيد والأنواع في مناطق مختلفة (الهاتف، الراديو، لوحة التحكم، زر قفل الباب، وما إلى ذلك).

وفي بعض الحالات تظهر تيارات كهربائية غير مرغوب فيها، مثل التيارات الشاردة أو تيارات الدائرة القصيرة.

استخدام التيار الكهربائي كحامل للطاقة

• الحصول على الطاقة الميكانيكية في جميع أنواع المحركات الكهربائية،
• الحصول على الطاقة الحرارية في أجهزة التدفئة، والأفران الكهربائية، أثناء اللحام الكهربائي،
• الحصول على الطاقة الضوئية في أجهزة الإضاءة والإشارات،
• إثارة التذبذبات الكهرومغناطيسية ذات التردد العالي والتردد الفائق وموجات الراديو،
• استقبال الصوت,
• الحصول على مواد مختلفة عن طريق التحليل الكهربائي، وشحن البطاريات الكهربائية. وهنا تتحول الطاقة الكهرومغناطيسية إلى طاقة كيميائية،
• خلق مجال مغناطيسي (في المغناطيس الكهربائي).

استخدام التيار الكهربائي في الطب

• التشخيص - تختلف التيارات الحيوية للأعضاء السليمة والمريضة، ومن الممكن تحديد المرض وأسبابه ووصف العلاج. فرع علم وظائف الأعضاء الذي يدرس الظواهر الكهربائية في الجسم يسمى الفيزيولوجيا الكهربية.
  • تخطيط كهربية الدماغ هو وسيلة لدراسة الحالة الوظيفية للدماغ.
  • تخطيط كهربية القلب هو تقنية لتسجيل ودراسة المجالات الكهربائية أثناء نشاط القلب.
  • تخطيط كهربية المعدة هو وسيلة لدراسة النشاط الحركي للمعدة.
  • تخطيط كهربية العضل هو وسيلة لدراسة الإمكانات الكهربية الحيوية الناشئة في العضلات الهيكلية.
• العلاج والإنعاش: التحفيز الكهربائي لمناطق معينة من الدماغ. علاج مرض باركنسون والصرع، وكذلك بالرحلان الكهربائي. يتم استخدام جهاز تنظيم ضربات القلب الذي يحفز عضلة القلب بتيار نابض في علاج بطء القلب وغيره من حالات عدم انتظام ضربات القلب.

السلامة الكهربائية

يشمل التدابير القانونية والاجتماعية والاقتصادية والتنظيمية والتقنية والصحية والصحية والعلاجية والوقائية وإعادة التأهيل وغيرها من التدابير. يتم تنظيم قواعد السلامة الكهربائية من خلال الوثائق القانونية والتقنية والإطار التنظيمي والفني. تعد معرفة أساسيات السلامة الكهربائية أمرًا إلزاميًا لموظفي خدمة التركيبات الكهربائية والمعدات الكهربائية. جسم الإنسان موصل للتيار الكهربائي. تتراوح مقاومة الإنسان مع الجلد الجاف والسليم من 3 إلى 100 كيلو أوم.

ينتج عن التيار الذي يمر عبر جسم الإنسان أو الحيوان التأثيرات التالية:

• الحرارية (الحروق والتدفئة وتلف الأوعية الدموية) ؛
• كهربائيا (تحلل الدم، وانتهاك التركيب الفيزيائي والكيميائي)؛
• بيولوجي (تهيج وإثارة أنسجة الجسم والتشنجات)
• ميكانيكي (تمزق الأوعية الدموية تحت تأثير ضغط البخار الناتج عن التسخين عن طريق تدفق الدم)

العامل الرئيسي الذي يحدد نتيجة الصدمة الكهربائية هو مقدار التيار الذي يمر عبر جسم الإنسان. وفقا لأنظمة السلامة، يتم تصنيف التيار الكهربائي على النحو التالي:

• آمنيعتبر تيارًا لا يسبب مروره الطويل عبر جسم الإنسان ضررًا له ولا يسبب أي أحاسيس ، ولا تتجاوز قيمته 50 ميكرو أمبير (التيار المتردد 50 هرتز) و 100 ميكرو أمبير تيار مباشر ؛
• الحد الأدنى ملحوظالتيار المتردد البشري حوالي 0.6-1.5 مللي أمبير (50 هرتز تيار متردد) و5-7 مللي أمبير تيار مباشر؛
• عتبة لا تتركيُطلق عليه الحد الأدنى من التيار بهذه القوة بحيث لم يعد الشخص قادرًا على تمزيق يديه بعيدًا عن الجزء الذي يحمل التيار بقوة الإرادة. بالنسبة للتيار المتردد فهو حوالي 10-15 مللي أمبير، للتيار المباشر هو 50-80 مللي أمبير؛
• عتبة الرجفانيُطلق عليه تيار متردد (50 هرتز) يبلغ حوالي 100 مللي أمبير وتيار مباشر 300 مللي أمبير، ومن المرجح أن يؤدي التعرض له لأكثر من 0.5 ثانية إلى رجفان في عضلات القلب. تعتبر هذه العتبة أيضًا قاتلة مشروطة للبشر.

في روسيا، وفقًا لقواعد التشغيل الفني للتركيبات الكهربائية للمستهلكين وقواعد سلامة العمل أثناء تشغيل التركيبات الكهربائية، تم إنشاء 5 مجموعات تأهيل للسلامة الكهربائية، اعتمادًا على مؤهلات وخبرة الموظف و الجهد من التركيبات الكهربائية.