موضوع عن الكهرباء

يقدم لكم موقع إقرأ في هذا المقال موضوع عن الكهرباء ، و تعريف الكهرباء ، و أنواع الكهرباء ، و خصائص الكهرباء ، و فوائد الكهرباء ، و مخاطر الكهرباء ، إنّ كلمة الكهرباء لها أهميتها في حياة البشرية جمعاء، مع أنها في عصور سابقة لم تكن موجودة، إلا أنها في العصر الحالي هي الأساس لكل تفاصيل الحياة، ولا يمكن القيام بكثير من الأعمال دونها، وقبل الحديث عن تاريخ استخدام الكهرباء وبداياته، من المهم الاطلاع على تعريفها، وهي في العموم، أو كما يعرف الغالبية هي: مجموعة من التأثيرات الفيزيائية، والتي تعتمد على التفاعلات الكهرومغناطيسية في الجسيمات التي تولد الطاقة الكهربائية. فيما يلي سنعرض لكم موضوع عن الكهرباء.

موضوع عن الكهرباء

موضوع عن الكهرباء

أصبحت الكهرباء منذ أواخر القرن التاسع عشر من الأدوات التي لا يمكن للبشر الاستغناء عنها أبدًا، فقد دخلت الكهرباء في جميع مفاصل الحياة بدءًا من المنزل الصغير الموجود في بادية بعيدة إلى ناطحة السحاب المنتصبة وسط أعظم المدن، ومن أصغر محل تجاري إلى الشركات العملاقة الضخمة، وقد استطاعت الكهرباء أن تحول الليالي المظلمة إلى نهارات مشرقة، ولم يعد الظلام يهزمُ الإنسان كما كان سابقًا، أنارَ الناس بيوتهم باستخدام الكهرباء واستطاعوا أن يؤمنوا لأنفسهم وقتًا أطول لقضاء المزيد من النشاطات المنزلية والاجتماعية كما وفرت لهم طمأنينة كبيرة بذلك، كما ساعدت الكهرباء في توفير الكثير من سبل الراحة في المنازل من خلال الأدوات الكهربائية الكثيرة التي لم تكن موجودة لولا وجود الكهرباء، مثل: الأفران الكهربائية والمايكرويف والغسالات والمكانس الكهربائية والثلاجات وأدوات المطبخ والتلفزيونات وغيرها كثير.

أمَّا خارج المنزل فلا يمكن حصر الخدمات التي قدمتها الكهرباء والتي تتزايد باستمرار من خلال اختراع أدوات حديثة وتقنيات جديدة تعمل جميعها أساسًا على الكهرباء، فقد أضاءت الكهرباء الشوارع، وأسهمت في تنظيم المواصلات والسير والحركة الجوية، إضافة إلى أنَّ وسائل التواصل جميعها لا تعمل دون كهرباء مثل الهواتف النقالة والأجهزة اللوحية والحواسيب والإنترنت والخدمات المصرفية وغير ذلك.

أمَّا بالنسبة للمجالات الأخرى الصناعية، فإنَّ الكهرباء اليوم هي الشريان الأساسي بالنسبة لمختلف قطاعات الصناعة ومستوياتها، فقد وفَّرت في المصانع والمعامل الكثير من التعب والوقت، من خلال الآلات الكهربائية التي حلَّت مكان أيدي عاملة كثيرة، فأصبحت الصناعات أسهل وأسرع وأكثر جودة بسبب الدقة الهائلة التي توفرها الآلات، وكذلك في الزراعة أسهمت الكهرباء في تطورها من خلال المضخات الكهربائية التي أصبح استخدامها أسرع وأسهل بكثير، وفي القطاعات الإنشائية مثلًا وفرت الجهد والوقت في عملية خلط الإسمنت ونقل المواد وغير ذلك.

إنَّ أهمية الكهرباء تطغى اليوم على جميع مجالات الحياة، فاكتشاف المزيد من الأجهزة والأدوات الحديثة سواءً في الطب أو في الصناعة أو وسائل الاتصالات الحديثة يزيد من أهمية الكهرباء ويرسِّخ أهميتها أكثر وأكثر في حياة البشر، ففي المجال الطبي أصبحت حياة الناس في المشافي مرتبطة بالكهرباء لأنَّ أجهزة العناية المركزة تعتمد على الكهرباء، فإذا انقطعت الكهرباء عن مريض وهو في العناية المركزة فإنَّه يتعرض للموت، إضافة إلى ذلك فإنَّ للكهرباء قيمة ترفيهية من خلال الأنشطة الترفيهية الكثيرة التي توفرها، وقيمة جمالية من خلال إنارة المدن وإضاءتها وتزيينها بمختلف الوسائل التي تعتمد على الكهرباء.

تعريف الكهرباء

تعرف الكهرباء (Electricity) بأنها إحدى أشكال الطاقة التي يمكن ملاحظتها والشعور بها في الطبيعة، حيث تنشأ الكهرباء نتيجةً لتدفق الشحنات الثابتة أو المتحركة، إذ تحمل الإلكترونات هذه الشحنات، ونتيجةً لذلك تنشأ أشكال الكهرباء المختلفة من خلال تراكم أو حركة عدد من الإلكترونات، كما يمكن تعريف الكهرباء بأنها الطاقة اللازمة لتشغيل معظم الأجهزة الإلكترونية التي تعمل باستخدام الطاقة الكهربئية؛ كالهواتف والأضواء وحتى ألعاب الفيديو.

أنواع الكهرباء

الكهرباء الساكنة

تُعدّ الكهرباء الساكنة أو الكهرباء السكونية (بالإنجليزية: Static Electricity) النوع المسؤول عن العديد من الظواهر التي يعيشها الإنسان في حياته اليومية، والتي لا يُمكن فهمها إلّا من خلال فهم فيزياء الكهرباء السكونية ومبدأ عملها، ومن هذه الظواهر: أن يتلقّى الشخص صدمة كهربائية خفيفة من مقبض الباب بعد مشيه على السجّاد، أو من مقبض السيارة عند مغادرتها ومحاولة إغلاقها، أو عند خلع السترات الصوفية، ومن الجدير بالذكر هنا أنّ ظاهرة البرق خلال العواصف الرعدية سببها الكهرباء السكونيّة.

تحدث ظاهرة الكهرباء السكونية عند تراكم عدد كبير من الشحنات الكهربائية على سطح ما عند فرك جسمين ببعضهما البعض وتلامسهما معاً، مما يؤدي إلى تغيير شحنتيهما بعد أن كانا متعادلي الشحنة، أي أنّهما كانا يملكان عدداً متساوياً من الجسميات الموجبة (البروتونات) والجسيمات السالبة (الإلكترونات)، فعلى سبيل المثال لو تمّ فرك بالون بسترة صوفية فإنّ الإلكترونات ستنتقل من الصوف إلى البالون، فيصبح البالون مشحوناً بشحنة سالبة؛ لأنّه اكتسب إلكترونات إضافية، أمّا الصوف فسيحمل شحنة موجبة؛ لأنّه فقد إلكترونات.

لا تنحصر ظواهر الكهرباء السكونية على ما تمّ ذكره من مواقف يومية في الحياة، بل تتجاوز ذلك لتكون أساس الحياة والوجود؛ لأنّها مسؤولة عن العديد من الظواهر الكونية الطبيعية، لكن هذه الظواهر لا تحدث باستمرار ما لم تكن هناك قوىً أخرى مرتبطة بها، فالكهرباء السكونية وما ينتج عنها من قوى التجاذب والتنافر تحافظ على البناء الذري للمادة وتحافظ على توازنها، وبالتالي فهي أساس كتل الأجسام والأشياء المادية، وهي أساس استجابة الإنسان لحواسه من تذوّق، ولمس، وحركة، فهي جميعها ظواهر كهربائية تحدث في جسم الإنسان.

الكهرباء المتحركة

تنشأ الكهرباء المتحرّكة نتيجة مرور تيّار كهربائيّ عبر جسم موصل ممّا يؤدي إلى تسخينه وارتفاع درجة حرارته، ويُعرَّف التيّار الكهربائيّ على أنّه معدّل تدفق الإلكترونات في جسم الموصل، ويُقاس بالأمبير (بالإنجليزية: Ampere).
ويُمكن تشبيه التيار الكهربائيّ بالتيّار المائيّ الذي يمرّ عبر قنوات نهريّة، فتدفق الإلكترونات وحركتها يُشبه تدفّق الماء من نقطة إلى أخرى، ومجرى النهر يشبه الموصل الكهربائي الذي يسري فيه التيّار والذي يكون مصنوعاً عادة من النحاس، وبما أنّه يُمكن قياس سرعة المياه وطاقتها في النهر، فإنّه يُمكن أيضاً حساب سرعة التيّار وطاقته التي ينتجها خلال فترة من الزمن.

هناك العديد من الطرق والمصادر التي يُمكن توليد الكهرباء من خلالها، منها التفاعلات الكيميائية، وهو مبدأ عمل البطاريات، ومن أشهر طرق توليد الطاقة الكهربائية، ما يحدث في المولّدات الكهربائية، إذ تعمل على تحويل الطاقة المغناطيسية إلى طاقة كهربائية عند دوران المغانط الكهربائية مختلفة الأقطاب حول ملفّ من الأسلاك النحاسية، وهو ما يحدث تحديداً في محطات توليد الطاقة الكهربائية.

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 (بالإنجليزية: Ohms)، 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.

فوائد الكهرباء

لا يوجد اختلاف بين البشر على الأهمية العظمى التي تتجلى فيها الكهرباء في هذا العصر، إذ تُعدّ المحرك الأساسي في جميع مجالات الحياة ابتداءً من المنزل بما يحتويه من أجهزة كهربائية رئيسية في المطبخ، وتلفاز، وإضاءة، وعوامل التدفئة المختلفة، مروراً في مختلف المعدات الطبية داخل المستشفيات، وأنظمة الحاسب الآلي، والتصوير الإشعاعي، وغيرها من الأجهزة المهمة في معالجة البيانات لتقديم القراءات الصحيحة بسرعة ودقة عالية لتشخيص الأمراض، وتقديم العلاج الأنسب لمختلف الحالات، وانتهاءً بدورها الفعال في المدارس، والمطارات، والقطارات، وحتى السيارات، والأجهزة المحمولة بكافة أنواعها.

نتيجةً لاعتماد الإنسان على الكهرباء في حياته فقد تغيرت طبيعتها وتطورت بشكل سريع نسبياً، فاختلفت متطلبات البشر باختلاف الوتيرة التي تتصاعد فيها التطورات الهائلة للتكنولوجيا والذكاء الاصطناعي، ومدى تأثيرها على الفرد والجماعة على الصعيدين الشخصي والعملي، فقد تحولت الكهرباء من مجرد فضول علمي اكتُشِفَ قبل قرن ونصف تقريباً إلى واحدة من رفاهيات الأثرياء، إلى أن أصبحت في الوقت الراهن حاجة عصرية أساسية لمختلف الأشخاص والأعمار.

قد يهمك:

مخاطر الكهرباء

تتفاوت شدة مخاطر الكهرباء بحسب قوة التيار الكهربائي ونوعه، وكيف يتحرك عبر جسم المصاب، ومدة التعرض له، بالإضافة إلى سرعة تلقي العلاج، وصحة وسلامة المصاب الشخصية قبل التعرض للتيار، حيث تُسبب الشحنات الكهربائية عندما تمر في جسم الإنسان العديد من الإصابات المختلفة، فقد تكون الإصابات خارجية أيّ أنّها تقتصر على حروق جلدية فقط، أو قد تكون داخلية، تشمل: تلف بالأعصاب، أو الأعضاء، أو العظام، والعضلات، وقد يصل تأثيرها إلى القلب فتحدث تغييرات في إيقاع ضرباته أو توقفه بالحالات الشديدة.

تتركز خطورة الكهرباء على الإنسان بسبب طبيعته الموصلة للكهرباء؛ لأنّ جسمه يتكون من 70% من المياه، والمياه تُعدّ مادة موصلة جيدة للحرارة والكهرباء، فبمجرد التقاط الجسم للتيار تنتقل الكهرباء بسرعة الضوء والتي تصل إلى حوالي 300,000 كم/ثانية في جسم المصاب، حيث يشعر بها بشكل مباشر ولا يستطيع الابتعاد عنها دون التعرض للأذى.

تتلخص أنواع الإصابات الكهربائية فيما يأتي:

الصدمات الكهربائية.
الحروق الكهربائية.
فقدان القدرة على التحكم بالعضلات، ويحدث ذلك عند صعق الجسم بالكهرباء، فيصبح لا يقوى على الإفلات منها، ويشعر عندها بتشنجات في العضلات، وهي كفيلة بكسر عظام المصاب، أو خلع مفاصله، أو دفع جسمه بشكل عشوائي بقوة كبيرة تُعرِّضه للخطر في حال كان يعمل على ارتفاع عالٍ، أو على مقربة من آلات أخرى مجاورة له.
الحروق الحرارية.
عدم انتظام دقات القلب أو تلفه نتيجة تعرضه للموجات الكهربائية.
تلف الأنسجة الناجم عن تدفق التيار الكهربائي عبرها.
حدوث اضطراب فيزيائي في الخلايا أو أغشيتها، حيث إنّ الخلايا التي تتعرض لجهد أكثر من 0.5 فولت لأكثر من 1 مللي ثانية تؤدي بها إلى تشكيل عيوب في بُنية غشاء الخلية لا تُغلق تلقائياً خاصة إذا كانت كبيرة بما يكفي.
حروق داخلية وخارجية عميقة في جسم المصاب.
التسبب في اختلال توازن الجسم وسقوطه.
من الممكن إصابة الشخص بالعمى بشكل دائم نتيجة تعرضه للأشعة فوق البنفسجية.
فقدان الوعي في حال مرور التيار الكهربائي عبر الرأس.
حدوث الوفاة بشكل فوري نتيجة حدوث مشاكل في الجهاز التنفسي أو توقف التنفس، أو بسبب الرجفان البطيني (بالإنجليزية: Ventricular Fibrillation) المُستحَث من التيار الكهربائي.
حدوث حريق أو انفجار في المكان.
خسارة في المعدات وخسارة العمل.