انواع جریان الکتریکی به همراه کاربرد و ویژگی ها

بسیاری از تجهیزات و وسایلی که روزانه از آن‌ها استفاده می‌کنیم با جریان الکتریکی کار می‌کنند و بدون برق قادر به فعالیت نیستند. از این رو، آشنایی با انواع جریان الکتریکی اهمیت فراوانی دارد، زیرا هر نوع جریان دارای ویژگی‌ها و کاربردهای مشخصی است و برای مصارف مختلف در زندگی روزمره و صنعت به‌کار می‌رود. برخی تجهیزات با جریان مستقیم و برخی دیگر با جریان متناوب کار می‌کنند. در این مقاله، انواع جریان برق و ویژگی‌های هر یک را شرح می‌دهیم. همچنین بررسی می‌کنیم هر نوع جریان الکتریکی در چه بخش‌ها و تجهیزاتی به‌کار می‌رود تا درک واضح‌تری از کاربردها و نقش هر جریان در سیستم‌های مختلف به دست آورید.

جریان الکتریکی چیست و چگونه ایجاد می‌شود؟

جریان الکتریکی به مقدار باری گفته می‌شود که در مدت زمان مشخص از یک مسیر رسانا عبور می‌کند. در هر سیم یا رسانا، حرکت الکترون‌ها باعث ایجاد جریان می‌شود و شدت جریان نیز بر اساس مقدار بار عبوری در هر ثانیه اندازه‌گیری می‌گردد.

در فیزیک، جهت جریان به‌صورت قراردادی از سمت بارهای مثبت به سمت بارهای منفی در نظر گرفته می‌شود؛ اما در عمل، الکترون‌ها در جهت مخالف این مسیر حرکت می‌کنند. به‌طور کلی، زمانی جریان الکتریکی شکل می‌گیرد که بین دو نقطه اختلاف پتانسیل وجود داشته باشد و این اختلاف، بارهای الکتریکی را وادار به حرکت در مسیر رسانا کند. این حرکت مداوم بارها همان چیزی است که به آن جریان الکتریکی گفته می‌شود.

فرمول محاسبه جریان الکتریکی

مقدار جریان الکتریکی با واحد آمپر (A) اندازه‌گیری می‌شود و دو رابطه رایج برای محاسبه آن وجود دارد:

در فرمول I = Q / t، جریان برابر است با مقدار بار الکتریکی (Q) که در مدت‌زمان مشخصی (t) از یک مقطع عبور می‌کند. همچنین طبق قانون اهم، با فرمول I = V / R  می‌توان جریان را از نسبت ولتاژ (V) به مقاومت مدار (R) به‌دست آورد.

این دو تعریف نشان می‌دهند که جریان هم به میزان بار عبوری در واحد زمان و هم به شرایط الکتریکی مدار مثل ولتاژ و مقاومت وابسته است.

انواع جریان الکتریکی

به طور کلی برای  انواع جریان برق  دو دسته اصلی تعریف می‌شود. هر یک از این دو دسته ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که در ادامه به آن می‌پردازیم.

انواع جریان برق عبارتند از: جریان برق متناوب یا AC و جریان برق مستقیم یا DC. این دسته بندی بر اساس نوع حرکت یا شارش بار الکتریکی در مدار به وجود آمده است.

جریان برق متناوب یا  AC

جریان برق متناوب، همان‌گونه که از نام آن مشخص است، جریانی است که به صورت دوره‌ای تکرار می‌شود. در این نوع جریان، جهت جریان در هر نیم‌تناوب با جهت جریان در نیم‌تناوب قبلی متفاوت است.
به بیان علمی‌تر، جریان برق متناوب به صورت امواج سینوسی منتشر می‌شود. همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، در این نوع جریان فراز و فرودهایی وجود دارد که همان مقادیر حداقل (minimum) و حداکثر (maximum) تابع سینوسی هستند. توجه داشته باشید که این جریان تابعی از زمان است.
البته لازم به ذکر است که امواج جریان متناوب لزوما به صورت سینوسی نیستند و می‌توانند به شکل امواج مربعی یا مثلثی نیز انتشار یابند.
از نظر کاربرد، جریان برق متناوب در واقع همان جریانی است که در شبکه برق منازل وجود دارد و مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی، برق موردنیاز بیشتر تجهیزات برقی خانگی از نوع AC است.

جریان برق مستقیم یا  DC

مهم‌ترین و اساسی‌ترین تفاوت جریان برق مستقیم با جریان متناوب در نحوه حرکت بار الکتریکی است. در این نوع جریان، برق به صورت یکنواخت و با مقداری ثابت انتشار می‌یابد.
در جریان مستقیم نمی‌توان تغییر جهت جریان یا افزایش و کاهش آن در طول زمان را مشاهده کرد، چراکه جریان برق به‌صورت یکنواخت در واحد زمان عبور می‌کند.
کاربرد جریان مستقیم در باتری‌ها (مانند باتری خودرو)، دینام‌ها و صنایع شیمیایی برای انجام فرآیند الکترولیز و جداسازی عناصر سازنده مواد و… است.

تفاوت جریان متناوب AC با جریان مستقیم DC

در جدول زیر تفاوت‌های جریان متناوب و مستقیم را بررسی کرده‌ایم تا بتوانید با شناخت آن‌ها، نوع مناسب جریان را برای هر کاربرد انتخاب کنید.

تبدیل یا تولید جریان الکتریکی مستقیم DC

یک نکته کاربردی در رابطه با انواع جریان الکتریکی، تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم است.
همان‌طور که پیش از این بیان شد، تفاوت اصلی این دو جریان در نحوه انتشار آن‌ها در واحد زمان است. به‌عنوان مثال، اگر بتوانیم در جریان الکتریکی متناوب، پس از گذشت نیم‌تناوب اول، جهت نیم‌تناوب دوم (که خود معکوس دوره اول است) را مجددا تغییر دهیم و این کار به‌صورت دوره‌ای انجام شود، آنگاه جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کرده‌ایم.

در عمل، برای انجام این فرآیند از روش‌های مختلفی می‌توان استفاده کرد از جمله:

• باتری‌ها: در باتری‌ها جریان ذخیره شده به‌صورت مستقیم است و می‌توانند انرژی DC مورد نیاز تجهیزات را تأمین کنند. باتری‌ها علاوه بر تأمین برق، قابلیت ذخیره انرژی و تغذیه دستگاه‌ها در مواقع قطع برق را نیز دارند.
• یکسوکننده‌ها: یکی دیگر از ابزارهای تبدیل برق متناوب به مستقیم، یکسوکننده‌ها هستند. این دستگاه‌ها با استفاده از دیودها جریان AC را تنها در یک جهت عبور می‌دهند و ولتاژ نوسانی را به ولتاژ ثابت نزدیک می‌کنند. یکسوکننده‌ها در منابع تغذیه، شارژرها و تجهیزات الکترونیکی برای تأمین برق DC استفاده گسترده‌ای دارند.

علاوه بر یکسوکننده‌ها و باتری‌ها، اینورترها نیز نقش مهمی در مدیریت جریان الکتریکی دارند. این دستگاه‌ها جریان DC را به AC تبدیل می‌کنند و امکان استفاده از منابع DC مانند باتری‌ها یا پنل‌های خورشیدی در شبکه‌های برق AC را فراهم می‌کنند. اینورترها در توان‌ها و امکانات سخت‌افزاری مختلف موجود هستند. در سایت کالای صنعتی شهباز موتور امکان خرید اینورتر به همراه مشاوره تخصصی فراهم شده است.

کلام پایانی

در این مقاله با انواع جریان الکتریکی آشنا شدیم و تفاوت‌های جریان مستقیم و متناوب و کاربرد هر کدام را بررسی کردیم. به طور کلی، انتخاب نوع جریان بستگی به نیاز دستگاه و کاربرد آن دارد، بنابراین ابتدا باید کاربرد موردنظر مشخص گردد و سپس از جریان مناسب برای آن استفاده شود.

 اگر قصد خرید الکتروموتور، گیربکس، اینورتر یا دیگر تجهیزات صنعتی را دارید و می‌خواهید بهترین گزینه را تهیه کنید، به سایت شهباز موتور مراجعه کنید و از محصولات و مشاوره تخصصی کارشناسان ما بهره‌مند شوید.