كيف ينشأ الكهرباء؟
المقدمة
في هذا المقال سنكتشف عن أسرار كيفية الحصول على التيار الكهربائي أو كيف ينشأ الكهرباء هذه القوة العجيبة التي تشغل حياتنا اليومية والدافعة لعجلة التقدم الحضاري.
مفهوم الكهرباء
يمكن تعريف التيار الكهربائي عمومًا على أنه حركة الشحنات الكهربائية بين منطقتين مختلفتين نتيجة لظاهرة الانتشار وفرق الشحنة الكهربائية بينهما، ويتوقف التيار الكهربائي عندما يحدث تعادل الشحن بين المنطقتين.
بمعنى آخرعندما يكون فرق في الشحنة الكهربائية بين المنطقتين، يبدأ التيار الكهربائي في التدفق من المنطقة التي تحتوي على شحنة أكبر إلى المنطقة التي تحتوي على شحنة أقل. هذا التدفق يتم بواسطة حركة الشحنات الكهربائية التي تنتقل من الجهة ذات الشحنة الأكبر إلى الجهة ذات الشحنة الأقل.
وعندما تتساوى الشحنات الكهربائبة بين المنطقتين ويتعادل الفرق في الشحنة الكهربائية، يتوقف التدفق الحالي بينهما. يعني هذا أن التيار الكهربائي يتوقف عندما يحدث تساوي الشحن الكهربائية بين المنطقتين، وبالتالي تكون الحركة المستمرة للشحنات الكهربائبة قد انتهت.
أنواع الكهرباء و فقا لمصدره
يمكن تمييز أنواع التيار الكهربائي بين الاصطناعي والطبيعي وفقًا لمصدره وطريقة توليده؛ إليك الفروق بينهما:
التيار الكهربائي الطبيعي:
- يتم توليده بشكل طبيعي داخل الطبيعة دون تدخل بشري مباشر.
.jpg)
الكهرباء الساكنة أحد أمثلة التيار الكهربائي الطبيعي هو البرق والصواعق. يحدث التفريغ الكهربائي بين السحب الرعدية والأرض أو بين السحب نفسها بشكل طبيعي وينتج عنه تيار كهربائي عالي الشدة ما يعرف بالكهرباء الساكنة.
- التيار الكهربائي الاصطناعي:
- يتم توليده بواسطة الإنسان باستخدام مصادر الطاقة الصناعية والمولدات الكهربائية.
الاستخدامات العامة للتيار الكهربائي الاصطناعي تشمل تزويد المنازل والمباني بالكهرباء وتشغيل الأجهزة والمعدات الكهربائية في الصناعة والنقل والاتصالات والمجال الطبي وغيرها.
.jpg)
تدخل الإنسان في توليد التيار الكهربائي و استطاع أن ينشأ الكهرباء و يشكّل نوعين من التيار الكهربائي؛ التيار الكهربائي المستمر والتيار الكهربائي المتردد أو المتناوب حيث إعتمدت تسميات علمية للتمييز بين أنواع التيار الكهربائي التي تعتمد تسميتها على خصائص كل نوع من الكهرباء وطبيعة توليده. إليك التسميات العلمية لكل نوع:
التيارالكهربائي المستمر (Direct Current - DC):
- التيار المستمر يُعرَف بالأحرف "DC"، وهو اختصار لكلمة "Direct Current" بالإنجليزية.
- في الأنظمة الكهربائية، يشير "DC" إلى التيار الكهربائي الذي يتحرك في اتجاه واحد فقط بدون تغيير في اتجاهه. وتتحرك الشحنات الكهربائية بشكل دائم في نفس الاتجاه.
- يتم توليد التيار المستمر عادة عن طريق البطاريات والعناصر الإلكترونية مثل المحولات والمولدات الكهربائية ذات التيار المستمر؛ حيث ينشأ الكهرباء داخل البطاريات عن طريق التفاعلات الكيميائية التي تتسبب في حركة الشوارد و يتم تحرير الإلكترونات عند القطب السالب للبطارية والتي سيجذبها قطبها الموجب بعد توصيل القطبين بناقل فيصبح للإلكترونات إتجاه واحد ؛ أمّا المحولات الكهربائية ستحوّل التيار الكهربائي المتناوب إلى تيار مستمر.
البطاريات ومحول كهربائي
التيارالكهربائي المتردد (Alternating Current - AC):
- التيار المتردد يُعرَف بالأحرف "AC"، وهو اختصار لكلمة "Alternating Current" بالإنجليزية.
- يشير "AC" في الأنظمة الكهربائية إلى التيار الكهربائي الذي يتغير دوريًا بين اتجاهين (ذهابًا وإيابًا) على مدار دورة كاملة.
- يتم توليد التيار المتردد عادة في محطات توليد الكهرباء بواسطة مولدات كهربائية التي تنشئ تيارًا مترددًا والتي تعتمد على التحريض الكهرومغناطيسي حيث بتحريك المغناطيس ذهابا-إيابا أو تدويره بالقرب من الوشيعة أو الملف النحاسي تتحرك إلكترونات النحاس داخل الوشيعة بشكل دائري بسبب تأثر المجال المغناطيسي للإلكترون (السبين) مع المجال المغناطيسي للقضيب المغناطيسي.
مولّدات التيار الكهربائي المتناوب
هذه التسميات العلمية المعتمدة تساعد على التمييز بين أنواع التيار الكهربائي وفهم طبيعة تحرك الشحنات الكهربائية في كل نوع التيار المستمرDC و التيار المتناوب AC.
مشاهدة الفيديو.