الكهرباء
تعريف الكهرباء:
تُعرف الكهرباء على أنّها شكل من أشكال الطاقة الناتجة عن وجود جسيمات أولية تحمل شحنات كهربائية مختلفة؛ مثل الإلكترونات والبروتونات، حيث تنشأ الكهرباء نتيجة تراكم الشحنات، أو من خلال حركة الإلكترونات وتدفّقها في جسم موصل، وهو ما يُعرف عادة باسم التيار، ويُعرف عادة أن الإلكترونات هي الجسيمات ذات الشحنة السالبة، أما البروتونات فهي الجسيمات ذات الشحنة الموجبة.
تنشأ الكهرباء من خلال تحفيز الإلكترونات المحيطة بالنواة للتحرر من مداراتها بعيداً عن الذرّة، وتختلف ذرات المواد بقدرتها على التمسّك بالإلكترونات المحيطة بها، فإن كانت قدرة النواة على التمسك بالإلكترونات الخارجية ضعيفة فإن ذلك يزيد من سهولة تحرر الإلكترونات بعيداً عنها، وهو يعني أنّ المادة تعتبر موصلاً جيداً للكهرباء، وذلك ينطبق على المواد المعدنية بشكل عام؛ كالنحاس، والألمنيوم، والذهب، والفضة، أمّا المواد الأخرى فيصعب تحرير الإلكترونات من ذرّاتها لأنّ النواة فيها تُمسك بقوة على الإلكترونات فيها، وبذلك تكون هذه المواد موصلات سيئة للكهرباء؛ كالخشب، والزجاج
اكتُشفت الكهرباء في أواخر القرن التاسع عشر، وأصبحت جزءاً أساسياً من الحياة، لما لها من استخدامات متعددة في جميع نواحيها، وتطبيقاتها، وهي على الرغم من ذلك تعتبر مصدراً ثانوياً للطاقة؛ فهي لا تُستخرج من الأرض كالفحم مثلاً، بل يتم الحصول عليها بواسطة المصادر الأولية للطاقة؛ مثل الفحم، والغاز الطبيعي، وضوء الشمس، وطاقة الرياح، وغيرها.
خصائص الكهرباء:
يمكن تحديد خصائص الكهرباء من خلال العوامل الثلاثة الآتية:
التيّار الكهربائي: ويشار إليه بالرمز (I)، ووحدة قياسه الأمبير، وهو عبارة عن عدد الإلكترونات التي تعبر الموصل في الثانية الواحدة، ويتدفّق التيار الكهربائيّ عادة من المادة ذات الشحنة السالبة باتجاه المادة ذات الشحنة الموجبة، والأمبير الواحد = 1 كولوم/ثانية = 6.2×1018 إلكتروناً في الثانية الواحدة.
فرق الجهد: يُقاس فرق الجهد الكهربائي بين جسم سالب وآخر موجب، ووحدة قياسه الفولت، ويُرمز لها بالرمز (V) ويمثّل الجهد الكهربائي مقدار العمل أو الشغل المنجز لكل شحنة كهربائية لتحريك الإلكترونات بين القطبين الموجب والسالب.
المقاومة الكهربائية: تمثّل المقاومة الكهربائية عائقاً أمام سريان التيّار الكهربائي في الأجسام، وتُقاس بوحدة الأوم ، وتعتمد على نوع المادة وحجمها؛ حيث تعتبر المعادن ذات مقاومة منخفضة لذلك فهي موصلات جيّدة للكهرباء، أمّا الخشب مثلاً فهو مادة ذات مقاومة عالية جداً ولا يعتبر نتيجة لذلك موصلاً جيداً للكهرباء، كما أنّ الأسلاك الطويلة لديها مقاومة أعلى مقارنة بالأسلاك القصيرة، وكذلك الحال بالنسبة للأسلاك الرقيقة التي تعتبر ذات مقاومة أعلى من الأسلاك السميكة، كما تعتمد المقاومة كذلك على درجة الحرارة الموصل.
أهمية الكهرباء في حياتنا:
- الإضاءة: تستخدم الكهرباء في الإضاءة بشكل رئيسيّ سواء في المنازل أو الشوارع.
- المصانع: فكل الآلات التي تستخدم في المصانع تعمل على الكهرباء.
- المستشفيات: تُستخدم فيها الكهرباء للإنارة وللأجهزة الطبية، ومن الضروريّ المحافظة على وجود الكهرباء دائماً فيها، فكيف إذا تمّ انقطاع التيار الكهربائيّ عن مريض وهو تحت الجهاز في العناية المشدّدة أو عندما يكون المريض يجري عمليّة جراحيّة لهذا نجد أن معظم المستشفيات لديها مولّدات للكهرباء تستخدم في حال انقطاع الكهرباء حيث تغعمل على الفور عند انقطاع التيار الكهربائيّ عن المستشفى لأنّ مدّة قصيرة تصل لثوانٍ قد تهدّد حياة بعض المرضى.
- في المنزل: إنّ العديد ممن الأجهزة المستخدمة في المنزل تعمل على الكهرباء من أمثلة ذلك الغسالات والتلفاز هذا بالإضافة إلى المصابيح وغيرها الكثير.
- أجهزة التكييف: وهي ضروريّة خاصّة في المناطق التي يكون صيفها حارّ جدّاً وأشهر مثال عليها دول الخليج التي لا يمكن الاستغناء عن المكيّفات فيها.
- القطارات الكهربائيّة ( المترو): وهي وسيلة نقل مهمّة تعمل على الكهرباء وبإمكان انقطاع الكهرباء في الدول المستخدمة لهذه القطارات أن يعطّل حركة المواصلات والتنقّل بين المدن.
- الهواتف النقّالة والحاسب الآليّ والأجهزة اللوحيّة: كل هذه الأجهزة بحاجة إلى الكهرباء كي تعمل بشكل صحيح فالهواتف النقالة تحتاج إلى شحنها بواسطة الكهرباء كي تعمل.
ومن هذا كله نستنتج أنّنا لا نستطيع العيش بدون كهرباء فهي أصبحت من ضروريّات الحياة، ولا نبالغ إنّ قلنا أن أهميّتها مثل أهميّة الطعام والشراب ففي عصرنا الحالي والاختراعات المستخدمة في معظم نواحي الحياة بحاجة إلى الكهرباء، ويجب التنويه إلى أنّ هناك مخاطر لاستخدام الكهرباء منها: التكهرب، والحريق، والصدمة الكهربائيّة، لذلك يجب الحذر عند التعامل مع الأجهزة الكهربائيّة لما لها من مخاطر إذا تمّ استخدامها بشكل خاطئ.
تعليقات
إرسال تعليق