تعريف الكهرباء
- يشمل مصطلح الكهرباء أكثر من ظاهرة تحدث نتيجة تدفق شحنة كهربائية.
- ومن هذه الظواهر ظاهرة البرق ، وظاهرة الكهرباء الساكنة.
- تختلف المفاهيم المتعلقة بالكهرباء بين المجال الكهربائي والشحنة الكهربائية.
- الجهد الكهربائي والتيار الكهربائي والكهرومغناطيسية.
فيما يلي تعريف لكل منهم:
الحقل الكهربائي
- وهو ما ينتج شحنة كهربائية ويؤثر على الشحنات الأخرى القريبة منها.
الشحنة الكهربائية
- إنها خاصية لبعض الجسيمات غير الذرية التي تحدد تفاعلاتها الكهرومغناطيسية.
- تبدأ المادة المشحونة كهربائيًا في التأثر بالمجال الكهرومغناطيسي وتنتجها.
الجهد الكهربائي
وهو ما تُقاس به قدرة العمل في المجال الكهربائي ، والفولت هو وحدة القياس الخاصة به.
التيار الكهربائي
إنها حركة الجسيمات المشحونة كهربائيًا ، والأمبير هو وحدة القياس الخاصة بها.
الكهرومغناطيسية
- إنه التفاعل الأساسي الذي يحدث بين حركة الشحنة الكهربائية والمجال المغناطيسي.
سبب تسمية الكهرباء بهذا الاسم.
- مصطلح الكهرباء هو أحد الكلمات الفارسية المركبة ويتكون من جزأين هما (kah) مما يعني القشر.
- و (ربعي) ومعناه جاذبه ، أي المعنى الكامل للمصطلح هو جاذب القش.
- ما يعنيه مصطلح الكهربة في اللغة الفارسية هو العنبر ، أو ما يعرف في اللغة العربية باسم العنبر.
كيف تم اكتشاف الكهرباء في العالم؟
- قبل وقت طويل من اكتشاف الكهرباء ، قام بتعليم الناس الصدمات الناتجة عن التفريغ الكهربائي.
- عرفه المصريون القدماء على أنه برق نهر النيل.
- ثم أكد عدد كبير من كتاب تلك الفترة ، مثل Scripones Largus و Pliny the Elder ، على المشاعر.
- خدر في الجسم ناتج عن الصدمات الكهربائية التي تسببها ثعابين كهربائية.
- واكتشف هؤلاء الكتاب أن هذه التفريغات الكهربائية لها القدرة على التنقل بين الأجسام الموصلة.
- العرب هم أول من اكتشف البرق والكهرباء المنتجة من مصادر مختلفة.
- أطلقوا أيضًا كلمة الرعد في فترة ما قبل القرن الخامس عشر.
- وأجرى الفيلسوف اليوناني تاليس من مالطا أول تجربة للكهرباء الساكنة ، وكان ذلك حوالي 600 قبل الميلاد.
- قام بفرك قضبان الكهرمان بجزء من فرو القطة ، مما أدى إلى جذب الريش وكل شيء خفيف.
- بعد إجراء هذه التجربة ، اكتشف تاليس المالطي أنه عند حدوث الاحتكاك ، يتحول الكهرمان إلى مادة مغناطيسية.
تتمة لكيفية اكتشاف الكهرباء في العالم.
- في عام 1600 م ، قام الطبيب الإنجليزي ويليام جيلبرت بدراسة تفصيلية للكهرومغناطيسية.
- استنتج من هذه الدراسة أن هناك فرقا بين تأثير الكهرباء الساكنة التي تحدث نتيجة الاحتكاك بين العنبر وحجر الحجر.
- كان أول من ترجم الكلمة اليونانية كهرمان وسمي الكهرباء الكهربائية.
- عرفت فيما بعد بالكهرباء والكهرباء.
- استمرت الدراسات حول الكهرباء حتى القرن الثامن عشر عندما أجرى بنجامين فرانكلين بحثًا مكثفًا عن الكهرباء.
- كان أكثر اهتمامًا بالدراسات الكهربائية ، حيث عرض جميع ممتلكاته من أجل تمويل هذه التحقيقات.
- في عام 1752 م ، أجرى تجارب بربط مفتاح معدني بخيط متصل بطائرة ورقية.
- ثم أطلق الطائرة لتحلق في السماء في وقت بدأت فيه عاصفة تتجمع.
- لاحظ عدة شرارات تخرج من المفتاح وتصل إلى يده ، ومن تلك التجربة تحقق من أن البرق كهربائي بطبيعته.
- ثم نشر لويجي جالفاني اكتشافه للكهرباء الحيوية في عام 1791.
- أوضح فيه أن الخلايا العصبية في الجسم تنقل إشارات إلى العضلات عبر وسيط وهو الكهرباء.
- تم اكتشاف أول بطارية كهربائية في القرن التاسع عشر بواسطة أليساندرو فولتا.
- كانت تسمى البطارية الفولتية وصنعها بأكثر من طبقة من النحاس والزنك.
- كانت هذه البطارية ذات أهمية كبيرة للعلماء ، حيث أصبح الاعتماد عليها في الأساس مصدرًا للطاقة الكهربائية.
- في عام 1821 م ، اخترع مايكل فاراداي المحرك الكهربائي.
الاستخدامات المتعددة للكهرباء.
أصبحت الكهرباء جزءًا أساسيًا من الحياة العصرية وأصبح من المستحيل الاستغناء عنها حيث أن لها استخدامات عديدة في الحياة اليومية. من أمثلة استخدامات الكهرباء ما يلي:
- من أهم استخدامات الكهرباء الإنارة ، حيث تُضاء المصانع والمنازل والطرق وغير ذلك الكثير.
- يتم استخدامه لتشغيل الآلات والمعدات في المصانع.
- يتم استخدامه في تشغيل أنواع مختلفة من المحركات.
- يستخدم في الشتاء للحماية من درجات الحرارة المنخفضة باستخدام الأجهزة الكهربائية المخصصة لهذا الغرض.
- يتم استخدامه في العديد من الأجهزة التي أصبحنا نعتمد عليها بشكل أساسي ، مثل الغسالات والثلاجات وشاشات التلفزيون ومكيفات الهواء والعديد من الأجهزة الأخرى التي أصبحت ضرورة يومية.
- تستخدم الكهرباء في التطوير باستخدامها في تشغيل أجهزة الكمبيوتر والروبوتات.
- كما تستخدم في تطوير النقل حيث تم اختراع بطاريات السيارات والقطارات الكهربائية وغيرها.
- تلعب الكهرباء دورًا مهمًا في مجال الجراحة والطب ، مثل اكتشاف الأشعة السينية والليزر والتصوير بالرنين المغناطيسي.
- تساعد الكهرباء في تنمية المناطق المتخلفة المختلفة.
- حيث يمكن نقل الطاقة الكهربائية من مكان إلى آخر حتى لمسافات طويلة جدًا.
- تتميز الكهرباء بالأمان التام عند الحرص على التعامل معها بشكل جيد وعدم لمس مصادر التيار الكهربائي.
آثار اكتشاف الكهرباء على البيئة
- على الرغم من تعدد فوائد واستخدامات الكهرباء إلا أن هناك بعض الأضرار التي تنتج عن استخدامها وتؤثر بشكل خطير على البيئة.
- يتسبب حرق الوقود لتوليد الكهرباء في انبعاث مجموعة من الغازات الضارة مثل أول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت.
- كما أنه يؤدي إلى ظهور بعض الجزيئات التي تضر بالبيئة ، مع إنتاج بعض المعادن الثقيلة ، فضلًا عن مخلفات ضارة جدًا عند توليد الكهرباء من المفاعلات النووية.
- تؤثر جميع منتجات الاحتراق سلبًا على البيئة وصحة الإنسان ، حيث يساهم ثاني أكسيد الكربون في زيادة الاحتباس الحراري.
- كما يتسبب ثاني أكسيد الكبريت في هطول أمطار حمضية تلحق الضرر بالنباتات والحيوانات المائية ، وتزيد من شدة أمراض الجهاز التنفسي والقلب لكبار السن والأطفال.
- تتسبب أكاسيد النيتروجين أيضًا في إتلاف الأوزون ، مما يتسبب في تلف كبير في الرئة ، بالإضافة إلى الخطر الذي تشكله المعادن الثقيلة مثل الزئبق على حياة الإنسان.
آثار اكتشاف الكهرباء على حياة الإنسان
تسبب الكهرباء بعض الإضرار بالإنسان ، ومن أمثلة ذلك الضرر:
صدمة كهربائية
يحدث نتيجة مرور تيار كهربائي عبر جسم الإنسان عند لمس مصدر للكهرباء.
الحروق
يمكن للكهرباء أن تسبب حروقًا شديدة الضرر للإنسان ويمكن أن تكون تلك الحروق داخلية في أنسجة الجسم.
تأثيرات عصبية
تتداخل الصدمات الكهربائية أحيانًا مع تحكم الجسم العصبي. في حالة الصدمات الكهربائية التي لا تسبب الموت ، يمكن أن يتأثر القلب والرئتان.