نوعان من الكهرباء (شرح)
الكهرباء هي الطاقة التي تحرك عالمنا. لا يمكن للمجتمع المعاصر أن يعيش بدون كهرباء ، لأن طاقتنا تغذيها. الأجهزة الإلكترونية والغسالات والثلاجات وأبسط الأشياء في حياتنا ، المصباح الكهربائي.
على الرغم من أن الكهرباء لم تعد غامضة في القرن الحادي والعشرين ، عندما "تم اختراعها" كانت ثورة حقيقية ، في الواقع ، كانت الدافع وراء بدء الثورة الصناعية الثانية.
كم عدد أنواع الكهرباء الموجودة؟ هذا ما سنكتشفه بعد ذلك.
- مقالات لها صلة: "11 نوعا من التفاعلات الكيميائية"
ما هي الكهرباء؟
الكهرباء هي نوع من الطاقة ينتج عن كيفية تكون المادة. تتكون المواد من ذرات ، وهي كرات صغيرة لها جسيمات دون ذرية. في مركزها نجد النيوترونات والبروتونات ، بينما تدور حولها نجد الإلكترونات. هذه الجسيمات الأخيرة هي المسؤولة عن الكهرباء ، مكونات الذرات سالبة الشحنة.
يتم إنتاج الطاقة الكهربائية عن طريق تدفق الإلكترونات في مادة موصلة ، عادة معدن. كانت هذه الطاقة أساسية للحياة المعاصرة كما نعرفها ، حيث إنها الطاقة التي تجعل جميع أجهزتنا تعمل الإلكترونيات ، من أكثرها تعقيدًا مثل الكمبيوتر أو الهاتف المحمول الذي يمكنك من خلاله قراءة هذه المقالة إلى أبسطها ، مثل المصباح الكهربائي الخاص بنا غرفة نوم.
الكهرباء هي ظاهرة تدرسها الكهرومغناطيسية ، وهي مجال من مجالات الفيزياء. القوة الكهرومغناطيسية هي إحدى القوى الأساسية الأربعة للطبيعة جنبًا إلى جنب مع الجاذبية والقوى النووية الضعيفة والقوية. اليوم ، يتم توليد الكهرباء للاستخدام البشري ونقلها وتخزينها واستهلاكها ، ويتم تحويلها في أنواع أخرى من الطاقة المفيدة للحياة الحديثة ، مثل الحرارية والحركية والكيميائية و ضوء.
- قد تكون مهتمًا بـ: "الأنواع الخمسة للروابط الكيميائية: هكذا تتكون المادة"
أنواع الكهرباء
على الرغم من أننا يمكن أن نتحدث عن أنواع مختلفة من الكهرباء اعتمادًا على طريقة إنتاجها أو طريقة استخدامها في النهاية ، هناك نوعان رئيسيان فقط من الكهرباء: ديناميكي و ثابتة.
1. كهرباء ساكنة
كما يوحي اسمها ، الكهرباء الساكنة إنه تيار لا يتدفق فيه التيار ونتيجة لذلك لا توجد مغناطيسية. هذا النوع من الطاقة هو الذي يتم إنتاجه في مواد غير موصلة ، حيث تظل الشحنة الكهربائية المستحثة في حالة سكون. أي أن الكهرباء "لا تتحرك" لأنه لا يوجد تيار يمكن أن يتدفق في المواد غير الموصلة.
ينتج هذا النوع من الكهرباء في مواد عازلة تصبح مشحونة كهربائيًا عند فركها معًا. يمكن التحقق من ذلك عن طريق تجربة منزلية بسيطة: إذا أخذنا بالونًا مطاطيًا و قطعة من البلاستيك ، وهما مادتان موصلة ، وفركهما معًا ، فهذا يعطي شيئًا مثيرًا للاهتمام قارة. يفقد أحدهم بعض الإلكترونات ، بينما ينتهي الآخر باكتسابها. لهذا السبب يكون البالون قادرًا على الالتصاق بالحائط ، بينما تكون القطعة البلاستيكية قادرة على جذب قطع صغيرة من الورق.
مثال آخر هو أخذ قطعة من العنبر وقطعة قماش صوفية. عندما يحتك هذان الجسمان ببعضهما البعض ، يحدث خلل إلكتروني في الكهرمان يمنحه شحنة كهربائية. يتسبب الاحتكاك في انتقال الإلكترونات من القماش إلى الكهرمان ، مما يتسبب في أن يصبح الكهرمان سالبًا ويصبح القماش إيجابيًا.
ستبقى هذه الشحنة في الكهرمان حتى تتم موازنتها. تصبح المادة التي تفقد الإلكترونات موجبة الشحنة ، في حين أن المادة التي تكتسبها تصبح سالبة الشحنة. هذه الشحنات مؤقتة وتبقى على سطح المادة.
- مقالات لها صلة: "أنواع الطاقة الخمسة عشر: ما هي؟"
2. كهرباء ديناميكية
تنتج الكهرباء الديناميكية عندما تنطلق الإلكترونات من مادة وتتدفق إلى مادة أخرى.كما هو الحال مع الكهرباء التي تأتي إلينا من خلال شركة الكهرباء الخاصة بنا. تنتقل الإلكترونات عبر دائرة كهربائية تتكون من مواد موصلة ، مثل المعدن داخل الكابلات.
التيار الكهربائي هو تدفق الإلكترونات عبر مادة ويمكن أن يكون من نوعين:
- التيار المباشر (DC): تتدفق الإلكترونات في اتجاه واحد فقط ، كما هو الحال في الألواح الكهروضوئية.
- التيار المتردد (AC): تغير الإلكترونات اتجاهها باستمرار من الموجب إلى السالب ، وهذا هو نوع الكهرباء التي يتم توفيرها في منازلنا.
كهرباء ديناميكية إنه أكثر ما نستخدمه في حياتنا اليومية وهو مسؤول عن حقيقة أن البشرية تمكنت من التقدم بمعدل ساحق في الـ 150 عامًا الماضية. بفضل هذا النوع من الطاقة ، وخاصة التيار المتردد ، كان من الممكن أن تكون الثورة الصناعية الثانية قد نشأت.
- قد تكون مهتمًا بـ: "الخوف من الكهرباء: الأعراض والأسباب والعلاج"
حقل كهرومغناطيسي
المجالات الكهرومغناطيسية هي ظاهرة تحدث بسبب التفاعل الكهرومغناطيسي. تتكون هذه الأنواع من الحقول من مجموعة من الظواهر المختلفة:
- مجال كهربائي ناتج عن شحنة كهربائية ثابتة
- مجال مغناطيسي ناتج عن حركة الشحنات الكهربائية (التيار).
يتم إنشاء المجالات الكهرومغناطيسية محليًا عن طريق أي توزيع للشحنة الكهربائية والتيار الكهربائي الذي يتغير بمرور الوقت. ينتشر المجال الكهرومغناطيسي في الفضاء على شكل موجات كهرومغناطيسية. يمكن أن يخلق المجال الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا كما هو الحال في المغناطيس الكهربائي. بالمقابل يمكن أن يسبب المجال المغناطيسي أيضًا مجالًا كهربائيًا ، كما هو الحال في المولد.
- مقالات لها صلة: "أفضل 75 عبارات لنيكولا تيسلا"
كهرباء في الطبيعة
هناك عدة ظواهر في الطبيعة يمكننا أن نجد فيها الكهرباء. بعد ذلك سوف نتحدث عن بعض الظواهر التي يمكننا أن نجد فيها الكهرباء بشكل طبيعي.
1. صواعق البرق
البرق الذي يمكن رؤيته أثناء العاصفة يتم إنتاجها بسبب عدم توازن الإمكانات الكهربائية بين الغلاف الجوي والأرض.
يتسبب احتكاك السحب وقطرات الماء بالهواء في أن تصبح مشحونة بالإلكترونات ، مما يؤدي إلى نشوء كهرباء ساكنة. نتيجة للعملية برمتها ، يتم إطلاق الكهرباء المخزنة في السحب من خلال تفريغ سريع وعنيف على شكل برق.
- قد تكون مهتمًا بـ: "الضغط الإلكتروستاتيكي: ما هو وما هي خصائصه"
2. الكهرباء الحيوية
يصنع الإنسان الكهرباء بشكل مصطنع ، لكن هذا لا يعني أنه لا توجد حيوانات لديها القدرة على إنتاج هذا النوع من الطاقة بشكل طبيعي. بعض الحيوانات قادرة على توليد مجالات كهربائية للدفاعومن الأمثلة المعروفة الأشعة الكهربائية وبعض أنواع الثعابين.
من ناحية أخرى ، يمكن للآخرين إدراك المجالات المغناطيسية الناتجة عن الشحنة الكهربائية بالداخل أجسادهم وبالتالي الكشف عن فرائسهم ، كما هو الحال مع أسماك القرش مع بثورهم لورينزيني. مع ذلك، ما تشترك فيه معظم الحيوانات هو أن لدينا نبضات عصبية يعمل بها نظامنا العصبي، والتي تعد مثالًا عالميًا في المملكة الحيوانية للكهرباء الحيوية.
- مقالات لها صلة: "إمكانية العمل: ما هي وما هي مراحلها؟"
3. الغلاف المغناطيسي الأرضي
تحتوي الأرض على غلاف مغناطيسي ، وهو مجال مغناطيسي تكتشفه البوصلات وينتج عن طريق الحركة الدورانية من كوكبنا لأن قلبه ، قلبه الداخلي ، مصنوع من الحديد. بفضل هذا المجال المغناطيسي وجزيئات المواد المختلفة التي تصل إلينا من الشمس يمكننا أن نلاحظ الشفق القطبي الشمالي والجنوبي في القطبين.