books أنواع الكهرباء الرئيسية

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.

تُقسَّم أنواع التيّارات الكهربائية إلى نوعين رئيسيين، هما:

• التيار المستمر: (بالإنجليزية: Direct Current)، يُرمز للتيّار المستمر بالرمز (DC)، وهو التيّار ذو القيمة والاتجاه الثابتين واللذين لا يتغيّران مع الزمن، حيث تتحرّك الإلكترونات باتجاه واحد من القطب السالب للبطارية وصولاً للقطب الموجب.
• التيار المتردد: (بالإنجليزية: Alternating Current)، يُرمز له بالرمز (AC)، وهو التيّار ذو القيمة والاتجاه المتغيّرين مع مرور الوقت بشكل دوريّ متكرّر، أي أنّ قيمته تتغيّر من الصفر إلى أقصى قيمة موجبة يُمكن أن يصلها التيّار، ثمّ تتناقص لتصل إلى الصفر، ثمّ تتعدّاه إلى أقصى قيمة سالبة، ثمّ تعاود الزيادة مرة أخرى، وهكذا دواليك، حيث تسير الإلكترونات باتجاه معيّن، ثمّ تعكس مسارها وتسير بالاتجاه المعاكس وصولها إلى أقصى قيمة للتيّار موجبة كانت أم سالبة، وتتكرر هذه العملية حوالي 50-60 مرة في الثانية الواحدة.