موضوع حول الكهرباء , ماذا تعرف عن الكهرباء وما الاستفاده منها

تعرف الكهرباء على انها شكل من اشكال الطاقة الناتجة عن و جود

جسميات اولية تحمل شحنات كهربائيه

 

تعرف الكهرباء على انها شكل من اشكال الطاقة الناتجه عن وجود جسيمات اولية

 

تحمل شحنات كهربائيه مختلفة؛ كالإلكترونات و البروتونات، حيث تنشا الكهرباء

 

نتيجة تراكم الشحنات، او من اثناء حركة الإلكترونات و تدفقها فجسم موصل،

 

وهو ما يعرف عاده باسم التيار، و يعرف عاده ان الإلكترونات هي الجسيمات ذات

 

الشحنه السالبة، اما البروتونات فهي الجسيمات ذات الشحنه الموجبة.

 

[١][٢][٣] تنشا الكهرباء من اثناء تحفيز الإلكترونات المحيطه بالنواه للتحرر من مداراتها

 

بعيدا عن الذرة، و تختلف ذرات المواد بقدرتها على التمسك بالإلكترونات المحيطه بها،

 

فإن كانت قدره النواه على التمسك بالإلكترونات الخارجية ضعيفه فإن هذا يزيد من

 

سهوله تحرر الإلكترونات بعيدا عنها، و هو يعني ان المادة تعتبر موصلا جيدا للكهرباء،

 

وذلك ينطبق على المواد المعدنيه بشكل عام؛ كالنحاس، و الألمنيوم، و الذهب، و الفضة،

 

أما المواد الأخري فيصعب تحرير الإلكترونات من ذراتها لأن النواه بها تمسك بقوة

 

علي الإلكترونات فيها، و بذلك تكون هذي المواد موصلات سيئه للكهرباء؛ كالخشب،

 

والزجاج.

 

[٣] اكتشفت الكهرباء فاواخر القرن التاسع عشر، و أصبحت جزءا رئيسيا من الحياة،

 

لما لها من استخدامات متعدده فجميع نواحيها، و تطبيقاتها، و هي على الرغم من

 

ذلك تعتبر مصدرا ثانويا للطاقة؛ فهي لا تستخرج من الأرض كالفحم مثلا، بل يتم

 

الحصول عليها بواسطه المصادر الأوليه للطاقة؛ كالفحم، و الغاز الطبيعي، و ضوء

 

الشمس، و طاقة الرياح، و غيرها.

 

[٤][٣] نوعيات الكهرباء الكهرباء الساكنه تنشا الكهرباء الساكنه عن تراكم الشحنات

 

الكهربائيه على سطح ما ده ما ، نتيجة فرك او احتكاك ما دتين مختلفتين معا؛ حيث

 

تكون المادتان قبل عملية الفرك متعادلين؛ اي ان جميع ما ده منهما تحمل عددا متساويا

 

من الإلكترونات سالبه الشحنة، و البروتونات موجبه الشحنة، و بعد الفرك تنتقل

 

الإلكترونات من جسم لآخر؛ نظرا لاختلاف قوه جذب الإلكترونات بينهما، ليكون احد

 

الأجسام ذو شحنه موجبه نتيجة فقدة للإلكترونات، و الجسم الآخر سالب الشحنة

 

نتيجة اكتسابة للإلكترونات.

 

[٥] ينتج عاده عن ظاهره الكهرباء الساكنه انجذاب المواد لبعضها، او او حدوث شرارة

 

بسيطة بينهما، و من اشهر الأمثله عليها هي فرك البالون بقطعة صوف؛ فعند فرك

 

البالون بالصوف تنتقل الإلكترونات من قطعة الصوف للمطاط؛ فيكون الصوف نتيجة

 

لذا مشحونا بالشحنه الموجبة، و البالون مشحونا بشحنه سالبة، ممكن له من

 

خلالها الالتصاق بالحائط مثلا.

 

التيار الكهربائى ينشا التيار الكهربائي نتيجة تدفق سيل من الإلكترونات عبر جسم

 

موصل كهربائي يصبح عاده سلكا نحاسيا، و وحده قياس التيار هي الأمبير، و يمكن

 

تشبية التيار الكهربائي بالمياة الجاريه فنهر ما ئي؛ حيث يتدفق الماء من نقطة

 

لأخري بسرعه محددة، و ايضا الحال بالنسبة للإلكترونات التي تتدفق بسرعه و كمية

 

محددة؛ فالتيار هو مقياس لمقدار الطاقة المنقوله اثناء فتره زمنيه محددة، و التي يعبر

 

عنها بتدفق الإلكترونات، و عاده ما يؤدى سريان تيار كهربائى عبر جسم موصل الى

 

تسخينة و رفع درجه حرارته؛ بسبب تدفق التيار الكهربائي.

 

[٥] هنالك مصادر كثيره للحصول على التيار الكهربائي مثل: البطاريات و التي تنتج

 

الكهرباء بها نتيجة التفاعلات الكيميائيه فداخلها، و المولدات الكهربائيه المستخدمة

 

فى محطات توليد الطاقة، و التي تنتج التيار الكهربائى نتيجة دوران ملف نحاسى داخل

 

مجال مغناطيسي، و هنالك نوعان اساسيان للتيارات الكهربائيه المستخدمة و هما:

 

التيار المباشر (بالإنجليزية: Direct Current) و يرمز له بالرمز (DC) و التيار المتردد

 

(بالإنجليزية: Alternating Current) و يرمز له بالرمز (AC).

 

التيار المباشر يعرف التيار المباشر على انه التيار الثابت مقدرا و اتجاها؛ كالتيار الناتج

 

عن البطاريات، و للتيار المباشر استخدامات كثيرة؛ فغالبيه القطع و الأجهزه الإلكترونية

 

تعتمد على التيار المباشر، و من الأمثله على تلك الأجهزة: الهواتف الخلوية، و شاشات

 

التلفزيون المسطحة، و محركات السيارات الهجينه و الكهربائية، و المصابيح الكهربائية

 

البسيطة التي تعمل على البطارية.

 

[٦] التيار المتردد يعرف التيار المتردد على انه التيار المتغير فاتجاة تدفق الكتروناته

 

صعودا و هبوطا بانتظام ضمن دوره متكرره و ثابتة، و من الجدير بالذكر ان التيار المار

 

بخطوط التوصيل و الذي يتم توصيلة للبيوت هو تيار متردد؛ حيث ان عملية نقلة عبر

 

المسافات الطويله يعتبر اكثر سهوله مقارنة بالتيار بالمباشر، كما ان نقل التيارات

 

ذات الجهد المرتفع يعني كميه اقل من الطاقة المفقودة؛ حيث يرتبط الجهد المرتفع

 

عاده بمقدار تيار اقل، و بالتالي حراره اقل عبر اسلاك النقل، بسبب المقاومة

 

الكهربائيه لهذه الأسلاك، و يتم عاده استعمال المحولات لتحويل التيار المتردد ذي

 

الجهد العالى لتيار مناسب للاستعمال فالمنازل،

 

[٥][٦] و من التطبيقات العملية على التيار المتردد هي تشغيل المحركات الكهربائية،

 

والتى تحول الطاقة الكهربائيه لطاقة ميكانيكية، كما فبعض الأجهزه الكهربائية؛

 

كالثلاجات، و غسالات الصحون.

 

[٦] للتعرف اكثر على نوعيات الكهرباء يمكنك قراءه الموضوع نوعيات الكهرباء خصائص الكهرباء

 

يمكن تحديد خصائص الكهرباء من اثناء العوامل الثلاثه الآتية:

 

[٧] التيار الكهربائي: و يشار الية بالرمز (I)، و وحده قياسة الأمبير، و هو عبارة عن

 

عدد الإلكترونات التي تعبر الموصل فالثانية =الواحدة، و يتدفق التيار الكهربائي عادة

 

من المادة ذات الشحنه السالبه باتجاة المادة ذات الشحنه الموجبة، و الأمبير الواحد

 

= 1 كولوم/ثانية == 6.2×1018 الكترونا فالثانية =الواحدة. فرق الجهد: يقاس فرق

 

الجهد الكهربائى بين جسم سالب و آخر موجب، و وحده قياسة الفولت، و يرمز لها

 

بالرمز (V) و يمثل الجهد الكهربائى مقدار العمل او الشغل المنجز لكل شحنه كهربائية

 

لتحريك الإلكترونات بين القطبين الموجب و السالب. المقاومه الكهربائية: تمثل

 

المقاومه الكهربائيه عائقا امام سريان التيار الكهربائى فالأجسام، و تقاس بوحدة

 

الأوم (بالإنجليزية: Ohms)، و تعتمد على نوع المادة و حجمها؛ حيث تعتبر المعادن ذات

 

مقاومه منخفضه لذا فهي موصلات جيده للكهرباء، اما الخشب مثلا فهو ما ده ذات

 

مقاومه عاليه جدا جدا و لا يعتبر نتيجة لذا موصلا جيدا للكهرباء، كما ان الأسلاك الطويلة

 

لديها مقاومه اعلي مقارنة بالأسلاك القصيرة، و ايضا الحال بالنسبة للأسلاك الرقيقة

 

التى تعتبر ذات مقاومه اعلي من الأسلاك السميكة، كما تعتمد المقاومه ايضا على

 

درجه الحراره الموصل. تاريخ الكهرباء تشير بعض الكتابات القديمة الى ان الكهرباء

 

قد عرفت لأول مره من قبل الغربيين فالقرن السادس قبل الميلاد من خلال

 

ملاحظه ان ما ده العنبر تشحن بالفرك، و بقى استعمال الكهرباء على بساطتة تلك

 

حتي وصف العالم الإنجليزى و ليام جيلبرت (William Gilbert) كهربه الكثير من المواد

 

فى عام 1600م، كما صاغ مصطلح (الكهرباء) من الكلمه اليونانيه التي تعني العنبر،

 

وبذلك اصبح الأب الروحى لعلوم الكهرباء الحديثة، و فالعام 1660م اخترع اوتو فون

 

جيريك (بالإنجليزية: Otto von Guericke) اله حديثة لإنتاج الكهرباء الساكنة

 

باستعمال كره كبريتيه يتم تدويرها و فركها، بعدها توالت الاكتشافات فالكهرباء بين

 

العلماء، فعرفت القوي الكهربائيه المتبادله من تنافر و تجاذب اثناء الفراغ، كما تم التمييز

 

بين الموصلات و غير الموصلات بواسطه العالم ستيفن جراى (بالإنجليزية: Stephen Gray)،

 

وصنفت الكهرباء لموجبه و سالبة.[٨] الحقبه الكميه تم فعام 1745 اختراع قاروره ليدن

 

من قبل بيتر فان موشنبروك، و التي تخزن الكهرباء الساكنه ليتم بعد هذا تفريغها دفعة

 

واحدة، و فعام 1747م تم تفريغ الكهرباء الساكنه منها اثناء دائره كهربائية، ليبدأ

 

مفهوم التيار الكهربائى و الدائره الكهربائيه الدخول بمجالات حديثة من التجارب

 

والاكتشافات بعد ذلك؛ حيث وضع العالم كولوم العلاقه الرياضيه التي تعبر عن القوى

 

المتبادله بين الأجسام المشحونة، و كان هذا بداية للحقبه الحديثة التي اهتمت

 

بالدراسه الكميه للكهرباء.

 

[٨] فتح اختراع البطاريه بعد هذا مجالات حديثة لاستكشاف التيار الكهربائي؛ حيث

 

لاحظ العالم جلفانى فعام 1786م تأثير التفريغ الكهربائى للكهرباء الساكنه على

 

قدم ضفدع استعمل لإجراء التجارب من اثناء ملاحظه اهتزازها، مما دعا العلماء

 

للاستمرار بالتجريب و البحث حتي بني العالم اليساندرو فولتا العمود الفلطائي، الذي

 

يعتبر نوعا اوليا من البطاريات، كما ادي التيار المستمر الناتج عن البطاريات الى فتح

 

الطريق امام اكتشاف قانون اوم و الذي يربط التيار بالجهد الكهربائي، و المقاومة

 

الكهربائية، و قانون جول للتسخين الكهربائي، حيث يعتبر قانون اوم و قانون كيرشوف

 

الذى تم اكتشافة لاحقا الأساس للحسابات المتعلقه بالدارات الكهربائية.

 

الحقبه الكهرومغناطيسيه بدا عصر الكهرومغناطيسيه عام 1819م باكتشاف المجال

 

المغناطيسى المحيط بسلك معدني يسرى به تيار كهربائي، بعدها وضع العالم اندري

 

مارى امبير الكثير من القوانين المتعلقه بالكهرومغناطيسيه فصيغ رياضية، ثم

 

اخترع العالم فارادى النموذج المبدئى للمحرك الكهربائي، بعدها تبعة اختراع المولد

 

الكهربائى لتشغيل المحرك، بعدها بعد عام واحد تم تصميم نموذج لمولد كهربائى يعمل

 

يدويا، بعدها توالت التطورات فذلك المجال حتي الوصول لبناء اول محطه طاقة كهربائية

 

بعد خمسين عاما من هذا الوقت.

 

فى عام 1873م فتح العالم كلارك ما سكويل مسارا جديدا للتطور فمجال

 

الكهرومغناطيسيه من اثناء وضع معادلات تصف المجال المغناطيسي، و تنبا بوجود

 

موجات كهرومغناطيسيه تسير بسرعه الضوء، و أكد ذلك التنبؤ تجريبيا فيما بعد من

 

قبل العالم هاينريش هيرتز، ,استخدمت هذي الأمواج لاختراع الراديو من قبل العالم

 

ماكرونى فعام 1895م، و تبعة اختراع الأنبوب الفراغى الذي استعمل ككاشف

 

لموجات الراديو من قبل العالم جون امبروز فلمنج، و توالت الاكتشافات ليبدا مجال

 

الإلكترونيات، بعدها اصبح الفهم النظرى اكثر اكتمالا للظواهر الكهربائيه باكتشاف الإلكترون

 

فى نهايات القرن التاسع عشر من قبل العالم طومسون، و فمطلع القرن العشرين

 

وصل العالم رذرفورد لتكوين الذره و توزيع الشحنات فيها، و فعام 1913م استطاع

 

العالم روبرت مليكان قياس شحنه الإلكترون الواحد.

 

فائدة الكهرباء تعد الكهرباء حاليا الشكل المفضل للاستعمال مقارنة بأشكال الطاقة

 

الأخرى، و هذا نظرا لكفاءتها العالية، و سهوله الوصول اليها و التعامل معها، و ربما كان

 

الفحم قديما هو المصدر الرئيسى لتوليد الطاقة الكهربائيه لأعوام كثيرة، و لكن

 

التطور المستمر و اكتشاف مصادر حديثة للطاقة جعل الطاقة الكهرومائية، و الغاز

 

الطبيعي، و الطاقة النووية، من المصادر التي تستعمل كذلك لتوليدها بشكل كبير، و قد

 

أدي ازدياد استعمال الكهرباء فشتي مجالات الحياة، الى زياده استهلاك هذه

 

المصادر لتوليدها؛ ففى مطلع القرن العشرين كانت نسبة الفحم و الغاز الطبيعي

 

المستخدمة لتوليد الكهرباء تقل عن 2%، الا ان تلك النسبة ارتفعت بعد مرور قرن

 

من الزمان لتصبح 30%؛ اي ان 30% مما يتم استخراجة من الفحم و الغاز الطبيعي

 

يتم استخدامة لتوليد الكهرباء.

 

[٩] استعملت الكهرباء و ما زالت تستعمل فالكثير من الأجهزة، و ربما اضاءت الكهرباء

 

مناطق مختلفة من العالم، و أصبحت ضروره قصوي لتقدم المجتمعات و ازدهار اقتصادها؛

 

فوجود الكهرباء سهل سبل الحياة و جعلها اكثر امنا و سلامة، حيث ممكن من خلالها

 

مثلا الحفاظ على المنازل باردة، او دافئه اثناء الصيف او الشتاء، كما ممكن من خلالها

 

الحفاظ على الاكل و حفظة من الفساد، و الحصول على مياة نقيه و آمنة

 

 

مقال حول الكهرباء

, ماذا تعرف عن الكهرباء و ما الاستفادة منها

مقال حول الكهرباء