الكهرباء
لا أحد يستطيع أن يتخيل حياته دون كهرباء، تحديداً في أيامنا هذه، وفي ظل التكنولوجيا والصناعة فكل شيء أصبح يعتمد على وجود الكهرباء وبشكل أساسي في البيوت، والمدارس، والوزارات، وأماكن العمل والعيش المختلفة. فمن أين نحصل على الكهرباء؟ وكيف تعمل الكهرباء؟
نحتاج إلى الكهرباء في الإنارة، والتدفئة وغيرها؛ فحين يمرّ التيار الكهربائي في الأسلاك تقوم ما يُسمّى الغلايات بالعمل؛ بحيث تكون موصولةً بمصادر التيار الكهربائي نفسه وحجم أسلاكها يختلف تبعاً للجهاز المراد تشغيله فمثلاً تكون رفيعة في حال المصابيح الجانبية لغرف النوم وهكذا.
اكتشف العلماء نتيجة عدة دراسات بأنّ التيار الكهربائي عبارة عن إلكترونات تتحرّك خلال الأسلاك، ويكون هذا التيار عبارةً عن شحنات كهربائية موجبة وسالبة، وتحتوي الذرّات على عددٍ متساوِ من الشحنات الموجبة والسالبة لذلك تكون الذرة متعادلة، فخلال الدارة الكهربائية البسيطة تكون هناك بطارية بطرف موجب وآخر سالب، والتي تعمل بدورها على دفع الإلكترونات من أحد القطبين إلى القطب الآخر خلال الأسلاك، وذلك عندما يتمّ إغلاق المفتاح الكهربائي، فعندما تصل الإلكترونات إلى المصباح، تمرّ خلال السلك الرفيع فترتفع حرارته لأنّه يقوم بمقاومة مرورها ليمنعها فتتحرّك نتيجة المقاومة وترتفع الحرارة فيضيء المصباح.
تصنيف المواد بناءً على قدرتها على توصيل الكهرباء
بعض المواد تستطيع توصيل الكهرباء بشكل جيّد، والبعض الآخر لا يستطيع توصيلها أبداً، وبناءً على ذلك يتمّ تصنيف المواد إلى مواد موصلة مثل المعادن، وأخرى سالبة مثل الخشب، إضافةً إلى ما يُسمّى بالمواد شبه الموصلة والتي تعمل كموصل وعازل في آنٍ واحد مثل الماء.
أهم مصادر الكهرباء
هناك مواد عديدة تستطيع تمرير الكهرباء خلال الأسلاك ومن أهمها:
- البطارية: لأنها تحتوي على مواد كيميائية قادرة على التفاعل وبالتالي تتحرّك الإلكترونات داخلها.
- المولّدات: لأنها تتكون من مغناطيس يتحرك بين أقطابه الموجبة والسالبة ملفات داخلها أسلاك، فعندما يتحرك هذا المغناطيس تتحرك الإلكترونات داخل الملفات.
- الخلايا الشمسية: بحيث تحتوي على مواد تُستخدم بدورها أشعة الشمس كمصدر للطاقة التي تساعد الإلكترونات على الحركة، ومثال على ذلك بعض السيارات التي تعمل بالطاقة الشمسية.
فمثلاً بالنسبة للبطارية التي تستخدم في داخل المصباح الكهربائي أو حتى المسجل الصغير تبلغ قيمة فولتيتها أي جهدها 1.5 فولت، وإذا احتجنا جهداً أعلى نستخدم بطاريتين او حتى أكثر على طريقة التوالي لتعطي بمجموعها فولتية أعلى، فعلى سبيل المثال خليتان تعطيان جهد قيمته 3 فولت ( 1.5×2)، أمّا لو استخدمنا ست خلايا فتكون الفولتية قيمتها 9 فولت (1.5×6). أمّا بالنسبة لقياس شدة التيار الكهربائي التي تمر في السلك، فيقاس بالأمبير.
