U3F1ZWV6ZTEwOTIzNTY2MTk2X0FjdGl2YXRpb24xMjM3NDg5MzY0ODI=
recent
أخبار ساخنة

ماهية الكهرباء؟ العديد يلفظون الكلمة والا يعرفون أصلا ماهي الكهرباء


       بالحديث عن علوم الهندسة الكهربائية - science genie électrique فسنبدأ في خوض غمارنا في رحلة المعرفة و دروس متنوعة في هذا المجال الواسع لذا سنبدأ مع العديد و العديد من التعاريف و الكونات الإلكترونية التي أضمن أن العديد منكم لا يعلم إلى حد الآن ماهيتها... فاليوم سنتعرف على أول وأهم ما في هذا المجال.
         عندما نحذف كلمة هندسة نتحصل على كلمة كهربائية. ألم يتبادر في ذهنكم عن ماهية الكهرباء؟ العديد يلفظون الكلمة و يتعاملون بها والا يعرفون أصلا ماهي الكهرباء, ماذا مقصد بالكهرباء ؟..



الكهرباء و التيار الكهربائي :

      الكهرباء  تطلق على تحرك لمجموعة إلكترونات من نقطة الى أخرى في اتجاه معين ولكن كيف يكون ذلك؟... الجميع يعرف أن الكهرباء تتحرك في مواد تسمى مواد موصلة (عكس العازلة ) و هذه المواد مكونة من ذرات التي تتكون بدورها من :

  •  البروتونات وهي الأجزاء من ذرة ذات الشحنة الموجبة ، ووتواجد في منتصف الذرة "منطقة النواة" وهي ثابتة لا تتحرك
  •  النيوترونات وهي الأجزاء من الذرة التي لا تمتلك شحنة ،أي أنها محايدة وتتواجد أيضاً في نواة الذرة مع البروتونات
  • الإلكترونات وهذه الأجزاء من الذرة صغيرة جداً وتزن أقل بكثير من البروتونات و النيوترونات ، و الإلكترونات لا تشكل جزءاً من نواة الذرة، فهي لا تتواجد داخلها ولكنها عوضاً عن ذلك تتحرك حولها في مدارات خارج النواة ، و الإلكترونات هي الجزء الوحيد المتحرك من الذرة.



       فالذرات المتماسكة و المكونة للناقل تستطيع ربح أو خسارة الإلكترونات... و التي تكون هذه الأخيرة ذات حركة عشوائية بين الذرات و التي تسمى بالإلكترونات الحرة (free electon) وعندما نستطيع السيطرة عليها لنجعلها تنتقل من ذرة إلى أخرى في الموصل في اتجاه معين عندها نتحصل على تيار الكهربائي.



     إذن لنلخص و نبسط الأمر... فإن التيار الكهربائي هو عبارة عن سيل من الإلكترونات التي تسير عبر موصل. وكلما كانت المادة تمتلك عدد أكبر من الإلكترونات الحرة كلما زادت قوة توصيلها للكهرباء أي نقصت مقاومتها (resistance) و أصبحت ناقل أفضل للتيار الكهربائي. على العكس كلما نقص عدد الإلكترونات الحرة للمادة كلما نقصت قوة توصيلها للكهرباء أي  زادت مقاومتها (resistance) و أصبحت ناقل أسوأ للتيار الكهربائي, إلى أن تصل إلى عدد إلكترونات حرة يساوي صفر و تصبح مقاومته لا نهائية (infinie) و بالتالي يصبح إسمه عازل.


الجهد الكهربائي - La Tension :

    لنحصل على تيار كهربائي يجب علينا السيطرة على الإلكترونات الحرة و نجعلها تسير في اتجاه معين... لكن كيف ذلك و لماذا لا تتحرك من تلقاء نفسها؟

    لنستطيع الإجابة على هذا السوال سنقوم بتبسيط الأمر على هيأة سد مملوء بالماء و وادي به ناعورة :


     عندما يكون السد مغلق يكون ماء الوادي راكد أو ساكن إذن فهو لا يملك قوة أو طاقة (energie) إذن لا يمكن الإستفادة منه لتحريك الناعورة .



     عند فتح باب السد يتدفق ماء السد بقوة إلى الخارج خالقا بذلك سيل من الماء يتدفق في إتجاه معين حيث أنه يملك طاقة كافية لتدوير الناعورة. تطبق هذه الظاهرة أيضا في دوائر التيار المستمر حيث أن الإلكترونات في السلك تكون مثل الماء الراكد بالرغم أنها تتحرك بشكل عشوائي إلا أن مساحة تحركها تعتبر صغيرة جدا مقارنة بطول السلك مهما قصر لأنها فقط تقفز بين الذرات المحيطين بها بشكل عشوائي و لا تقطع إلا مسافة ذرات معدودة.



      بنفس النظرية البطارية هي عبارة عن سد يحتوي في داخله جزئان جزء مملوء بعدد كبير من الإلكترونات السالبة (electrons negative)  التي تطرد في بعضها البعض و جزء مملوء بعدد كبير من الإلكترونات الموجبة (electrons positives) التي تطرد في بعضها البعض ( كما نعلم أن إلكترونان موجبان أو سالبان يتنافران )... و تلك الإلكترونات تنتظر في فرصة لتتحرر. فبغلق الدائرة تتحرر الإكترونات و تخرج في تدافع (حيث يقوم القطب الموجب في جذبها الذي هو مشحون موجب أي خاسر إلكترونات) لتكون سيل يسبب تيارا يملك قوة لإضاءة المصباح (الذي يلعب دور الناعورة في المثال السابق) ثم ينتهي أمر كل إلكترون سالب ملتصق مع آخر موجب في الجانب الآخر من البطارية ليصير بلا علامة ( Neutre)... لإن في الطبيعة دائما ما تعدل نفسها فالذرة بطبيعتها مستقرة و غير مشحونة لكن عندما تخسر إلكترون تقوم بالبحث عن بديل لتعود لحالتها الطبيعية لذلك تقوم بجذب الإلكترونات من القطب السالب الذي بدوره يحتوي على عدد كبير من الإلكترونات تي تتنافر.


إتجاه التيار الكهربائي :

    بالنسبة لجميع الناس يعلمون أن التيار الكهربائي ينتقل من القطب الموجب للبطارية إلى القطب السالب... لكن هذا مفهوم خاطئ


     إذ أن في الواقع و كما قلنا تنتقل الإلكترونات مشكلة سيل من القطب السالب إلى القطب الموجب من البطارية و ذاك هو الإتجاه الحقيقي للتيار الكهربائي... لكن في بدايات إكتشاف الكهرباء إفترضوا أن التيار يتحرك من القطب الموجب إلى القطب السالب من البطارية معتبرين أن الإلكترونات الموجبة هي التي تتحرك لكن لا يوجد إلكترون واحد موجب في الطبيعة كل الإلكترونات سالبة و الشحنة الموجبة هي عبارة عن ذرات فقدوا إلكترون أو أكثر لكن بعد إكتشاف الحقيقة إكتشفوا أيضا أن ذلك لا يغير من قوانين الفيزياء أي شيئ لذا واصلوا باستخذام ما يسمى باتجاه التيار التقليدي.



و للمزيد من الشرح معكم هذا الفيديوا الرائع و الشرح المبسط للمهندس وليد عيسى :


الاسمبريد إلكترونيرسالة