بحث عن الكهرباء

في علم الفيزياء تعتبر الكهرباء مجموعة من الظواهر الفيزيائية المرتبطة ببعضها من خلال حركة المادة التي تمتلك خاصية الشحن الكهربائي. في هذا المقال نستعرض بحثا عن الكهرباء، نتناول فيه تعريفها وأنواعها وأهميتها في حياتنا، والحد من مخاطرها وأضرارها وكيفية ترشيدها.

الكهرباء وانواعها

تُعرف الكهرباء على أنّها مجموعةً من الظواهر الفيزيائيّة المرتبطة ببعضها من خلال حركة المادة التي تمتلك خاصيّة الشّحن الكهربائي، حيث ترتبط الظواهر الشائعة المختلفة بالكهرباء بما في ذلك البرق والكهرباء السّاكنة والتدفئة الكهربائية والتصريفات الكهربائية وغيرها، وتنتج الكهرباء من خلال الشّحنة الكهربائيّة أو حركة الإلكترون والتي يمكن أن تكون إيجابيّةً أو سلبيّةً محدثةً مجالًا كهربائيًا بينما تولّد حركة الشّحنات الكهربائيّة التيار الكهربائي وتنتج مجالًا مغناطيسيًا، فعند وضع الشّحنة في حقلٍ كهربائيٍ غير صفريٍ تتعرّض لمجموعة من القوى بما يتناسب مع حجم هذه القوة بموجب قانون كولوم، أمّا أنواع الكهرباء فيمكن تقسيمها إلى ما يأتي:

الكهرباء الساكنة: تنتج الكهرباء السّاكنة عن طريق الاحتكاك حيث تقفز الإلكترونات نتيجةً لتراكمها كشرارةٍ ممّا يصدم أي شخص يلمس الجسم.
الكهرباء المتحرّكة: تنتج الكهرباء المتحرّكة بفضل حركة الإلكترونات داخل الموصلات الكهربائيّة مشكّلةً تيارًا كهربائيًا.

اهمية الكهرباء

الكهرباء تنتج عن طريق تحويل مصادر الطاقة الأساسية والطبيعية مثل الفحم، والغاز الطبيعي، والطاقة النووية، والطاقة الشمسية، وطاقة الرياح إلى طاقة كهربائية، والتي أصبحت تمثل أهمية كبيرة في تسهيل حياة البشر وتحقيق النهضة في اقتصاد الدول، حيث كان البشر في العقود الماضية يستخدمون الشموع ومصابيح زيت الحوت للإضاءة وصناديق الثلج الباردة لحفظ الأطعمة، ومواقد حرق الخشب للتدفئة، أما اليوم ومع اكتشاف الكهرباء أصبحت حياة البشر أكثر سهولة باستخدام الكهرباء في القيام بالعديد من الوظائف كل يوم مثل الإضاءة والتدفئة وتبريد المنازل وتشغيل الأجهزة الكهربائية المختلفة.
ساهمت اختراعات العلماء في مجال الكهرباء في تطور وتقدم استخدام الكهرباء، حيث قام توماس إديسون باختراع المصباح الكهربائي الذي يُعد واحداً من أهم الاختراعات في تاريخ البشرية.
ساهم نيكولا تيسلا في جلب الاختراعات الكهربائية إلى المنازل لتشغيل الإضاءة الداخلية والمصانع لتشغيل الآلات الصناعية عبر توليد، ونقل، واستعمال الكهرباء المتناوبة (AC)، وتقليل تكلفة نقل الكهرباء عبر مسافاتٍ طويلة.
الكهرباء تؤثر في أساليب الزراعة الحديثة، حيث تتم بواسطة الآلات الكهربائية الحديثة عملية تكييف وتخزين الحبوب والعشب في المزارع، وكذلك الحلب وتبريد الحليب في مزارع الألبان، وقد تم تطوير معدّات تعمل بالطاقة الكهربائية لحفظ المحاصيل الزراعية وتخزينها للمساعدة في التغلب على الظروف الجوية القاسية التي قد تحدث في وقت الحصاد.
ساعدت الأجهزة الكهربائية في الحد من الأيدي العاملة عن طريق حصد الحبوب في غضون أيام بدلاً من شهور وتجفيفها باستخدام مراوح تعمل بالكهرباء؛ حتى يتم استخدامها لفترات أطول، ويتم حفظ المحاصيل الزراعية في المتاجر باستخدام آلات التبريد الكهربائية التي تتحكم بدرجات الحرارة.

مخاطر الكهرباء

الصدمة الكهربائية: تحدث إذا لامس شخص أسـلاكاً مكهربة (تلامس مباشر) أو أجساما حاملة للتيار نتيجة انهيار العزل (تلامس غير مباشر) مما ينتج عنه ضرر شديد لهذا الشخص والتي قد تصل إلى درجة الوفاة، وتختلف شدة الصدمة التي يتعرض لها الإنسان علي عدة عوامل منها:

شدة ونوع التيار المار بالجسم (فالتيار المستمر أقل تأثيراً من التيار المتغير).
مدة سريان التيار في الجسم ، فكلما زادت مـدة سريان التيار في الجسم زاد تأثيره الضار، والعضو الذي يسرى فيه التيار فالجهاز العصبي والقلب أكثر الأعضاء تأثراً بالكهرباء.
حالة الجلد- فالجلد الجاف أكثر مقاومة للإصابة بالكهرباء من الجلد الرطب، ومدى مقاومة الشخص لتأثير الكهرباء.
حروق: تختلف شدتها من حروق بسيطة تنشأ عن تيارات ضعيفة إلى حروق شديدة تنشأ عن تيارات ذات ضغط عالي والتي تؤدي إلى تدمير لمعظم طبقات الجلد.
انبهار العين: ينتج عن الصدمة الكهربائية فتحدث عتامة في العدسة كنتيجة لدخول أو سريان التيار المباشر وينتج عن تعرض العين للوميض الكهربائي التهابات كما يحدث لعامل اللحام بالكهرباء.
مخاطر تؤثر على المنشآت والمواد: تحدث انفجارات وحرائق بالمنشآت أو تلف بالمعدات عند حدوث قصر في الدائرة بين الأسلاك أو الكابلات الكهربائية نتيجة لانهيار العازل أو بسبب سوء استخدام الكهرباء، ولقد دلت الإحصائيات على أن أسباب الحوادث الناجمة عن استعمال الكهرباء تنحصر فيما يلي :
التحميل الزائد، قصور الدائرة، باستخدام الأسلاك أو الكابلات غير مناسبة لقيمة التيار المار فيها أي أن هذه المقاطع أقل من المسموح به فينتج عن مرور التيار ارتفاع في درجة حرارة الأسلاك أو الكابلات ويستمر الارتفاع إلى أن يصل إلى درجة اشتعال المواد المحيطة بها واحتراقها وقد تسقط على المواد مجاورة قابلة للاشتعال مما يؤدي إلى نشوب الحرائق وإحداث خسائر مادية كبيرة إذا لم يتم تداركها وإخمادها في الحال.
استعمال معدات أو مهمات كهربائية تالفة.
سوء الاستعمال للمعدات والمهمات الكهربائية .
عدم توصيل الأجهزة والمعدات بالأرضي .

ترشيد استهلاك الكهرباء

الاعتماد على الإضاءة الطبيعية في وقت النهار، وتقليل استخدام المصابيح بقدر الإمكان وذلك من خلال ترك نوافذ الحجرة مفتوحة، وسوف يساعد ذلك على تقليل استهلاك الكهرباء.
استخدم المصابيح الموفرة، ويفضل أن تكون مصابيح الفلورسنت بدلا من المصابيح العادية، فهي تعطى إضاءة أقوى وتستهلك طاقة كهربائية أقل مقارنة مع المصابيح العادية لإعطاء نفس شدة الإضاءة.
عدم تشغيل الأجهزة الكهربائية مثل الكمبيوتر والتليفزيون والتكييف والسخان الكهربائي لفترات طويلة دون الحاجة إليها، فلو كنت تريد استخدام السخان الكهربائي للاستحمام يمكنك تركه حتى يصل إلى درجة الحرارة المناسبة، وعدم الانتظار حتى يصل إلى درجة الغليان.
إطفاء المصابيح التي لا تحتاجها بالمنزل، حتى ولو كان لبضع دقائق فذلك سوف يساعد على ترشيد استهلاك الكهرباء، فلو كنت في إحدى الغرف وتنقلت من غرفة إلى أخرى فأغلق إنارة الغرفة التي تركتها حتى ولو لدقائق بسيطة.
إذا كنت تحتاج لاستخدام الكمبيوتر لفترة كبيرة فمن الأفضل استخدام اللاب توب بدلاً من جهاز الديسك توب، حيث أنه يستهلك ثلث الطاقة التي يستهلكها جهاز الكمبيوتر المكتبي.
في الشتاء تجنب استخدام المدفأة الكهربائية لفترات طويلة، حيث أنها تستهلك طاقة كبيرة جدآ ويمكن الاعتماد على بدائل أخرى مثل استخدام السجاد المبطن أو الستائر السميكة.
ضبط أجهزة التكييف عند درجة حرارة لا تقل عن 24 درجة مئوية، وذلك لعدم استهلاك الطاقة الكهربائية بشكل كبير.
بالنسبة للثلاجة الكهربائية، يجب عدم ترك الباب مفتوحآ لفترة طويلة، والتأكد من أن الثلاجة تعمل بكفاءة والعمل على إذابة الثلج من حين لآخر.
قطع التيار الكهربائي قبل الخلود إلى النوم أو عدم الحاجة إليه من التلفزيون أو أي شاحن كهربائي أو أجهزة الكترونية أخرى، فهي تستنفذ الطاقة حتى وهي مغلقة.