تعد دراسة كهرباء أحد الفروع الرئيسية للفيزياء التي لها دور محوري في حياتنا اليومية والصناعية. تنظم هذه الظاهرة بعض القوانين الأساسية التي توضح كيفية سلوك الشحنات الكهربائية وكيفية تأثيرها وتفاعلها مع الأجسام الأخرى. سنتناول هنا ثلاثة من أهم تلك القوانين وهي قانون كلفن، وقانون أوم، والقانون العالمي للحث المغناطيسي.
- قانون كلفن: يعرف هذا القانون بقدرته على وصف العلاقة بين الجهد الكهربائي ومستويات الحرارة المختلفة داخل الدائرة الكهربائية. يوضح أنه عندما تتغير درجة حرارة موصل موصل، فإن فرق الجهد عبر ذلك الموصل سوف يتغير أيضًا بشكل مباشر وبنسبة ثابتة إلى تغير درجة الحرارة. هذا يعطي فكرة واضحة حول التأثير المتبادل لدرجة الحرارة والجهد الكهربائي في نظام المعروف باسم "أثر كلفن".
- قانون أوم: ربما يكون أشهر قانون في مجال الكهرباء وهو ما يحكم العلاقة بين التيار الكهربائي والجهد والفولتية للمقاومة. يتمثل القانون بأنه كلما زاد الجهد المطبق على مقاومة معينة، كلما زادت شدة التيار عبر تلك المقاومة بنفس النسبة. وهذا يعني أن زيادة الجهد تؤدي مباشرة لزيادة التيار والعكس صحيح أيضا ضمن دائرة مغلقة ذات قيم مقاومة ثابتة.
- القانون العالمي للحث المغناطيسي: يستند هذا القانون إلى مبدأ فارادي ويصف كيف يمكن إنشاء قوة دافعة كهربائية (EMF) نتيجة لتغيير المجال المغناطيسي عبر مساحة حلقي مثل ملف كهربي. تشرح الصيغة الرياضية للقانون مقدار EMF المنتجة كنسبة للتغيرات الزمنية لمجال فلوبس الراكب لكل وحدة ثانية خلال المسطح الحلقة. تعتبر هذه العملية اساساً لكثير من التقنيات الحديثة بما فيها المحولات والمولدات الكهربائية.
تعكس هذه القوانين الثلاث أساسيات التشغيل والترابط بين جوانب مختلفة للكهرباء مما يساعد العلماء والمهندسين لفهم وتحقيق مختلف العمليات الكهربائية بكفاءة وأمان أكبر.
