الطاقة الكهربائية

من طرف samialsaady الإثنين أغسطس 18, 2008 9:47 am

الكهرباء

التعريف العلمي:-

هي شكل من أشكال الطاقة تنشأ عن انعدام التوازن بين نوعين من جسيمات المادة (الألكترونات والبروتونات) يتمتعان بخاصية التجاذب والتنافر: فالألكترونات تتجاذب مع البروتونات ولكنها تتنافر مع مثيلاتها، والبروتونات تتجاذب مع الألكترونات ولكنها تتنافر مع مثيلاتها، وهذه الخاصية هي ما يعرف بالشحنة الكهربائية Electrical charge. وتعتبر الذرة وحدة المادة الأساسية. وهي مؤلفة من شحنات سالبة (ألكترونات) وشحنات موجبة (بروتونات) وشحنات متعادلة التكهرب (نيوترونات). وهذه الشحنات تتوازن في الأحوال العادية. فإذا انتقل ألكترون أو أكثر من ذرة إلى أخرى قل عدد الألكترونات في الأولى فأصبحت موجبة وزاد عددها في الأخرى فأصبحت سالبة، وبذلك يفقد التوازن ويحدث الجهد الكهربائي Potential. وتدفق الألكترونات في الموصلات هو ما ندعوه التيار الكهربائي Electric current. ووحدات قياس التيار هي الأمبير Ampere (لقياس قوة التيار أو شدته)، والفلط Volt (لقياس القوة الدافعة الكهربائية)، والكولوم coulomb (لقياس الكمية الكهربائية (لقياس القوة الكهربائية)، والأوم Ohm (لقياس المقاومة الكهربائية). والموطور أو المحرك يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، والمولد Generator يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. والتيار الكهربائي ذو طاقة حرارية تستخدم في الإضاءة وتشغيل الماكينات. وقد لوحظت الكهرباء في الطبيعة -أول ما لوحظت- بوصفها برقا، وبوصفها كهرباء سكونية أو أستاتية Static، أما استخدام الكهرباء على نطاق واسع فلم يتم إلا في أواخر القرن التاسع عشر. وأما لفظة Electricity فقد صاغها الفيزيائي الإنكليزي وليم جيلبرت.

التعريف البسيط:_

هي كلمة أطلقت للدلالة على ذلك العامل القوي المجهول الذي يتولد في بعض الأجسام بالدلك. فإذا دلكت قطعة من الزجاج دلكاً قوياً بقطعة من الصوف اكتسبت خاصية جذب الأجسام الخفيفة كقصاصات الورق وقد شوهد صنفان من الكهرباء وهما الكهرباء الموجبة والكهرباء السالبة، وقد عرفا بأن الجسمين المتكهربين من نوع واحد يتنافران وأما إذا كانا متكهربين من نوعين مختلفين فإنهما يتجاذبان. ولا يعلم كنه تينك الكهربائيتين المختلفتين وقد سميت إحداهما موجبة والأخرى سالبة.

وقد كان عِلْمُ الأقدمين أن الكهرمان الأصفر يكتسب بالدلك خاصة جذب الأجسام الخفيفة كنشارة الخشب وقصاصات الورق وزغب الريش. وقد نسب فلاسفة ذلك العصر هذه الخاصة لسبب خاص سموه بالكهرباء.

وفي نهاية القرن السادس عشر علم أن هذا الخاصة الموجودة في الكهرمان توجد أيضاً في عدد عظيم من الأجسام كالراتينج والزجاج والكبريت وغير ذلك وتوجد أجسام أخرى وبالأخص المعادن لا تظهر فيها هذه الخاصية مهما كانت المدة التي تدلك فيها. وبهذا قسمت الأجسام عند ذلك إلى أجسام تتكهرب بالدلك وأجسام لا تتكهرب به إلا أنه قد ظهر فيما بعد أن هذا التقسيم ليس بحقيقي.

وفي مقدمة القرن الثاني عشر توصل الطبيعي (غري) لبيان أن الكهربائية التي تتولد بالدلك على أنبوبة من الزجاج تسري منها إلى سدادة من الفلين مثبتة على فوهتها إلى ساق من البلوط مثبت في هذه السدادة ثم إلى فتيلة من الكتان مربوطة في هذه الساق وأخيراً إلى كرة من العاج معلقة في نهاية هذه الفتيلة وعلى بعد من طرفها الثاني يزيد عن مائتي قدم فظهر له حينئذٍ من هذه التجربة ومن جملة تجارب أخرى مشابهة لها أنه يمكن اعتبار الكهربائية ناتجة من سيال خاص يتولد على الأجسام التي كالكهرمان والزجاج بالدلك ويمكن أن يسري منها إلى أجسام أخرى ملامسة لها كالفلين والخشب والكتان والعاج والمعادن.

وقد سميت هذه الأجسام الأخيرة أي التي يظهر أنها لا تحدث مقاومة محسوسة على سريان الكهربائية فيها بالأجسام الجيدة التوصيل للكهربائية.

وقد شوهد أن الكرة الأرضية جيدة التوصيل للكهربائية وذلك لأنه إذا أوصل جسم موصل للكهربائية ومتكهرب ككرة العاج السالفة الذكر بالأرض بواسطة جسم موصل للكهربائية شوهد أنه يفقد كهربائيته. وكذا إذا لمس الجسم المذكور باليد وهذا دليل على أن جسم الإنسان موصل للكهربائية أيضاً.

أما الأجسام الرديئة التوصيل للكهربائية فهي التي تقاوم سريان الكهرباء في أجزائها مثال ذلك إذا دلكت قطعة من الراتينج بالصوف حدثت كهربائية على النقط المدلوكة دون غيرها ولا تسري تلك الكهربائية إلى النقط الأخرى وقد سميت أمثال هذه الأجسام بالأجسام الرديئة التوصيل للكهربائية لأنها تقاوم سريان التيار فيها.

من الأجسام الرديئة التوصيل للكهربائية الراتينج والزجاج والكبريت والصمغ المرن والحرير والورق الخ. والهواء موصل رديء للكهربائية لأنه لو كان موصلاً جيداً لها لكانت الكهربائية التي تتولد على سطح الأجسام بالدلك تضيع في الجو، وكان من الممكن أن تكون الظواهر الكهربائية غير معلومة لنا إلى الاَن. ومع ذلك فإن الهواء يكون موصلاً للكهربائية كثيراً أو قليلاً عندما يكون رطباً وبذلك يصعب عمل التجارب الكهربائية في أوقات الرطوبة.

إذا تقرر أن الكهرباء تتولد بالدلك قلنا أنه وحده وسيلة لتوليدها في الصناعة وقد صنع لذلك دائرة واسعة من الزجاج تدور على محور بواسطة آلة بخارية دوراناً شديداً وجعلت بعض نقط سطحيها ملامسة لقطع من الصوف بحيث إذا أديرت دلكت بها دلكاً مستمراً فتتولد عليها الكهرباء فتسري منها إلى قطع من المعادن أعدت لاجتنائها أولاً فأولاً بواسطة التماس فإن الكهرباء تسري من الجسم المكهرب إلى جسم اَخر بمجرد تماسهما . ثم توصل تلك الأجسام المكهربة بأسلاك أما لتوليد الضوء أو لتوليد الحركة.

أما استخدام الكهرباء في إدارة الاَلات فسهل التفسير لأنها لما كانت قوة موثرة فإذا سلطت على اَلة قابلة للتحرك كالعجلات أو نحوها تحركت مضطرة كأنها مسوقة بالبخار.

وأما توليدها للضوء فيحتاج لبعض التفصيل وذلك أن الكهرباء لا تتولد إلا مصحوبة بمقدار من الحرارة على حسب شدتها وهذه الحرارة تظهر في الأسلاك على نسبة ثخنها فكلما رقت كانت أكثر تأثراً بها. وقد توصل المخترعون لأن يصلوا بالأسلاك الكهربائية المعتادة سلكاً شعرياً من المعدن في غاية الدقة بحيث لو مرت فيه الكهرباء سخنته تسخيناً شديداً بسبب دقته واستحالت إلى ضوء شاسع لا يعدله ضوء اَخر. ومن يتأمل في المصابيح الكهربائية يرى ذلك السلك الدقيق ملفوفاً لفاً حلزونياً داخل فقاقيع زجاجية مغلقة.

ثبت أن كل شيء فيه نوعان من الكهرباء سالبة وموجبة على حالة تعادل وتوازن حتى في الإنسان نفسه.

وفي الجو كهرباء قوية تحدث من احتكاك الرياح بعضها ببعض ومن التفاعلات الكيماوية الكثيرة التي تحدث على سطح الأرض ومن دوام تبخر الماء من البحار والأنهار الخ أنظر: كلمة صاعقة .

ما هي الكهربائية إن ظواهر الكهربائية المختلفة أدت الطبيعي سيمير إلى وضع نظرية في الكهرباء هي المتفق عليها إلى الاَن حتى يتيح اللّه للناس من يكشف لهم عن حقيقة هذه القوى الغريبة.

هذه النظرية تعتبر الأجسام الأرضية محتوية بطبيعتها على سيالين كهربائيين مختلفي النوع يسمى أحدهما سيالاً سالباً والثاني سيالاً موجباً (هذه التسمية مأخوذة من نظرية وضعها العالم فرنكلان الأمريكي وهي ليست إلا اصطلاحاً) فقبل دلك جسمين أحدهما بالاَخر يكون كل منهما محتوياً في جميع نقطه على مقدارين متساويين من الكهربائية السالبة والموجبة فيقال حينئذٍ أنهما على الحالة المتعادلة ونتيجة دلك الجسمين إحداهما بالاَخر تكون حينئذٍ نقل جزء من السيال الموجب الموجود في أحدهما إلى الجسم الاَخر وبالعكس. وبذلك عندما يفصل الجسمان أحدهما عن الاَخر تظهر على أحدهما خواص الكهربائية السالبة وعلى الثاني خواص الكهربائية الموجبة وأخيراً فلأجل بيان سبب التجاذب والتنافر المشاهدين في هذين النوعين المختلفين من الكهربائية فرض سيمير أن الكهربائيتين اللتين من نوع واحد يطرد أحدهما الاَخر.

هذا ما قاله سيمير ووافق عليه العلماء موقتاً ولكن الجميع يعترفون بأنهم لا يعرفون من الكهربائية إلا اسمها وظواهرها أما حقيقتها فلا تزال كسر الروح الإنسانية محتجبة عنا بحجب الغيب وعسى اللّه أن يكشفها لنا في يوم من الأيام.

العلاج بالكهربائية أدخلت التيارات الكهربائية في معالجة بعض الأمراض العصبية والروماتيزمية فأفادت كثيراً ولكن لا يجوز الاندفاع في هذا الطريق بتسويلات المشتغلين بذلك ممن اتخذوا هذه الصناعة ديدنهم فإنهم ينسبون إليها شفاء جميع الأمراض بين عصبية وعضوية وهو ضلال بعيد. نعم أنه شوهد للتيارات الكهربائية تأثيراً على الحالة العامة للجسم الإنساني ولكن هذا التأثير لا يتعدى حدوداً معينة وفي أحوال خاصة يجب أن يعينها الطبيب المشتغل بمراقبة سير المرض في المرضى فلا يجوز والحالة هذه أن يعول المرضى على هذا الضرب من العلاج إلا بعد استشارة نفس الأطباء وتعيين نوع التيار الكهربائي الذي يفيدهم ونحن آتون هنا بمعلومات ثمينة في هذا الموضوع إرشاداً للمستشفين بالكهربائية فنقول:

تفيد الكهربائية في الطب أما لا عانة الطبيب على التشخيص أو لنيل الشفاء من بعض الأمراض. مثال ذلك إذا شكا عليل من عرض برجليه وأُمر التيار الكهربائي على عضلات الطرف الواحد وتحركت العضلات فيه ولم تتحرك في الاَخر حكم الطبيب بانحراف ذلك الاَخر عن حالته الطبيعية. والعضلات إذا لم تتأثر بالكهربائية اعتبرت مريضة ولا عكس أي إذا تأثرت بها لا يحكم بأنها صحيحة فالكهربائية والحالة هذه تعين على التشخيص.

وإذا أصيب إنسان بفقد الصوت وأمر تيار كهربائي على الحنجرة عاد إليه الصوت ولو موقتاً فكأن العليل قد شفي مع أن انقطاع النطق قد يكون عرضاً لعلة لا تبرأ وكثيراً ما يزول بها اعتقال ويسكن ألم ويوقف ضمور ولا سيما في شلل الأطفال فتمتنع بها بعض العيوب وإن لم يشف الشلل.

أنواع الكهربائية المستعملة في الطب النوع الأول كهربائية الموازنة أي كهربائية الاحتكاك فيجلس العليل على كرسي محصور مشحون بالكهربائية فيشعر بوقوف شعره ويفيد هذا النوع في العلل العصبية من الطبيعة الهستيرية.

النوع الثاني الكهربائية الجلفانية وتتم بواسطة بطرية جلفانية بها يمر بجسم المريض أو بقسم منه مجرى كهربائي دائم وأشكال البطاريات كثيرة يختار منها ما هو موافق وسهل للنقل. وحدة هذا النوع أقل من حدة الأول ولكن أفعاله الكيماوية أكثر ويفيد في تسكين الاَلام العصبية وإدرار اللبن.

وإذا مر المجرى من مركز الأعصاب إلى أطرافها سمي مستقيماً وبالعكس سمي منعكساً فالمستقيم يسكن الأعصاب والمنعكس يسكن قابليتها للتأثر.

النوع الثالث كهربائية المجاورة أو الكهربائية المغناطيسية وهي تكون متصلة بالكهربائية الجلفانية وتستعمل متقطعة برفع الشريط عن الجلد وإعادته بسرعة أو بتركيب قاطع الوصل على الاَلة. ولاَلاتها أشكال كثيرة يختار منها الأسهل استعمالاً ونقلاً.

تأثير الكهربائية أولاً: أفعال كيماوية يكوى بها الجلد ويخثر الدم وتكوى الأجزاء العميقة بإدخال إبرة فيها وإحمائها ببطارية وبهذه الطريقة يعالج الأنيوروزم وتذوب السلعات.

ثانياً أفعال حيوية. أكثر استعمال الكهربائية في الطب هو لأجل فعلها في الوظائف الحيوية كفعلها في قبض العضلات والحس والألم وما أشبه ذلك وهذه الأفعال الحيوية ظاهرة في العصب والعضل والجلد والأوعية الشعرية.

فعل الكهربائية في العصب الكهربائية تنبه فعل العصب سواء كان عصب حس أم عصب حركة. فإذا كان العصب لا يزال حياً هيجت الكهربائية وظيفته الخاصة وبالعكس إذا زاد هيجانه سكنه. مثال ذلك إذا فقد الحس من الجلد حتى لا يشعر العليل بكي النار فالكهربائية ولا سيما المغناطيسية ترجع الحس إليه وتشفيه. ويكون الحال بعكس ذلك إذا اعتقلت عضلة أو أصيبت بارتجاف أو ألم من فرط هيجان أعصابها فالكهربائية تسكنها.

فعل الكهربائية في العضلات يتضح فعلها مما ذكر اَنفاً ونزيد عليه بأنه إذا لم تتم عضلة عملها بسبب ضمور في مادتها أو بسبب ضعف العصبية فيها فيتنبه عملها بالمجرى المتقطع ويمتنع ضمورها.

فعل الكهربائية في الجلد ترى أصابع اليد المشلولة أو أظافرها زرقاء باردة وذلك من بطلان الدورة الشعرية فيها فإذا أمررت بها مجرى كهربائياً زالت الزرقة وسخنت اليد وعادت إليها حاسة اللمس وليس هذا فقط بل تتأثر أيضاً الأنسجة العميقة فتتحسن تغذية العضلات والأعصاب. ولذلك تستعمل الكهربائية لتجديد تغذية المواضع الظاهرة كما في الشلل الحادث من قبل برد والشلل الحاصل من التسمم بالرصاص والفالج الضموري في الأولاد.

الكهرمان Amber :

راتينج أحفوري أصفر نصف شفاف. وهو مركب عضوي يتألف في المحل الأول من كربون وهيدروجين وأكسجين. تصنع منه السبحات وبعض الحلى وأدوات الزينة.

الكهربائية الأحيائية Bioelectricity:-

التيارات الكهربائية الناشئة في المتعضيات والخلايا الحية. وتشمل ظواهر الكهربائية الأحيائية انتقال الاندفاعات عبر الأعصاب وإحداث العمليات الجسدية في العضلات أو الغدد.

الكهرباء بشكل عام:-
باتت الكهرباء من ضرورات الحيات العصرية، إذ لا يوجد بيت الآن بلا كهرباء، ولا مصنع ولا مستشفى ولا شارع، فالحياة معتمدة بشكل كبير جداً على هذه النعمة التي تسهل على البشر عناء وتعب الماضي.

ولكن هل توقفنا قليلاً عند هذه النقطة، إنها مشكلة تلوث البيئة ، فكلما زاد الإحتياج الى الكهرباء زادت شركاتها بالإنتاج، وبهذا نكون قد زدنا من التلوث بشكل غير طبيعي.

سامي السعدي
ــــــــــــــــــ
دمتم للجميع