تعريف الكهرباء وأنواعها

ما هو تعريف الكهرباء؟

الكهرباء هي الركن الأساسي في الحضارة الحديثة والمعاصرة ،فنحن نحيا في عالم يعتمد بشكل شبه كلي علي الكهرباء، الموجودة في كل مكان تقريبا.

ومع ذلك يصعب ان يكون هناك تعريف واضح يسهل فهمه للكهرباء ،ولا سيما كون الكهرباء تعرف باستخدامها وتأثيراتها ولا تعرف بذاتها.

مثال علي ذلك نعلم ان التلفاز جهاز كهربائي يعمل بالكهرباء، ولكن علمنا به قائم علي عمل الجهاز أو النتيجة التي تظهر لنا علي شاشه التلفاز.

فنحن لا نمسك الكهرباء بأيدينا بمعني لا نري الشحنة الكهربائية كما لا نستطيع رؤية الجاذبية الأرضية.

ما هي الكهرباء

الكهرباء هي قوة طبيعية عرفها الإنسان منذ القدم عن طريق البرق ولكن لم يستطع فهمها او استيعابها. وفي العصر البرونزي قبل 300 عام قبل الميلاد تم اكتشاف حجر على بحر البلطيق كان يحترق بلهب شديد إذا ألقى في النار وكان يولد شرارات عند فركه بقطعة قماش وسمى حجر الكهرباء ، وعندما وصل هذا الحجر لليونانيين القدماء أطلقوا عليه اسم يوناني وهو اليكترون وفى القرن الثامن عشر اكتشف الأمريكي بنيامين فرانكلين إن البرق هو نوع من الكهرباء.

ولكي يمكن فهم ما هي الكهرباء يجب أولا فهم تكوين المادة.

حيث تتكون أي مادة من جزيئات ، والجزيء يتكون من مجموعة من الذرات المترابطة وقد وجد أن الذرة تتكون من نوعين من الأجسام وقد تم تسميتهم نيترونات واليكترونات ووجد أن كل نوع يتجاذب مع النوع الأخر المختلف ويتنافر مع النوع المشابه له واتفق على أن يرمز للنيوترونات بالرمز الموجب (+) وان يرمز للإليكترونات بالرمز السالب ( - ) ، ولأن النيترونات دائما أثقل من الاليكترونات فأنها تتركز في قلب الذرة وتسمى النواة أما الالكترونات فلأنها أخف فأنها تدور في مدارات حول النواة نتيجة قوة جذب النواة الموجبة للإلكترونات السالبة ( حيث أن دائما الشحنات المختلفة تتجاذب). ودائما يكون عدد الالكترونات السالبة مساوي لعدد

البروتونات الموجبة لذلك تكون أي ذرة متعادلة كهربيا ولكن الالكترونات التي تكون موجودة في المدار الخارجي تكون قوة جذب النواة لها أضعف لبعدها فإذا تم التأثير بقوة ما على هذه الالكترونات بحيث تركت مداراها وانتقلت إلى ذرة أخرى مجاورة ينتج عن
تلك الحركة طاقة وهى الطاقة الكهربية .

تعريف الكهرباء

الكهرباء ظاهرة فيزيائية ناتجة عن وجود شحنات كهربائية. وتُعرّف الشحنة الكهربائية بأنها خاصية فيزيائية أساسية للمادة، وتُقاس بوحدة الكولوم (C) .

وتوجد الشحنات الكهربائية في نوعين: الشحنات الموجبة والشحنات السالبة. وعندما تتراكم الشحنات الكهربائية في منطقة ما، تُنشئ مجالًا كهربائيًا.

وإذا تحرّكت الشحنات الكهربائية، تُنتج تيارًا كهربائيًا. ويُقاس التيار الكهربائي بوحدة الأمبير (A).

"الكهرباء هي مجموعة الظواهر الفيزيائية المرتبطة بوجود وحركة المادة التي لها خاصية الشحنة الكهربائية."

"الكهرباء هي شكل من اشكال الطاقة التي يمكن أن تحملها الأسلاك وتستخدم للتدفئة والإضاءة ، ولتوفير الطاقة للآلات وهو يحدث بشكل طبيعي (كما في البرق) أو يتم إنتاجه (كما في المولد) ويتم التعبير عنه من حيث حركة وتفاعل الإلكترونات"

و الكهرباء في اغلب المصادر هي انتقال الالكترونات من ذرة لأخري خلال موصل مثل الاسلاك حيث أن الذرة تتكون من نواه ثقيلة نسبيا تدور حولها الالكترونات في مدارات ترتبط الإلكترونات السالبة مع النواة الموجبة بقوى جذب تعتمد على بعد مداراتها عن تلك النواة، فكلما كان المدار قريبا من النواة كانت قوى الجذب بينهما أكبر. وكلما ابتعد المدار عن النواة كانت قوة الجذب أقل كما وضحنا.

و يمكننا تعريف الطاقة الكهربائية على أنها الطاقة الناتجة عن حركة الإلكترونات من نقطة إلى أخرى.

ترتبط الكهرباء بالمغناطيسية ، وكلاهما جزء من ظاهرة الكهرومغناطيسية ، كما وصفتها معادلات ماكسويل. ترتبط العديد من الظواهر الشائعة بالكهرباء ، بما في ذلك البرق والكهرباء الساكنة والتدفئة الكهربائية والتفريغ الكهربائي وغيرها الكثير. ينتج عن وجود شحنة كهربائية ، يمكن أن تكون موجبة أو سالبة ، مجالًا كهربائيًا. حركة الشحنات الكهربائية عبارة عن تيار كهربائي ينتج مجالًا مغناطيسيًا.

أنواع الكهرباء

عند الحديث عن أنواع الكهرباء سنجد أن هناك نوعان من الكهرباء في الفهم الحديث لأنواع الكهرباء، الكهرباء الساكنة (Static Electricity) والكهرباء التيارية ( Current Electricity) وتعرف أيضا بالكهرباء المتحركة.

يتم إنشاء الكهرباء الساكنة عن طريق فرك جسمين أو أكثر معًا وإحداث احتكاك ،بينما الكهرباء التيارية هي تدفق الشحنة الكهربائية عبر مجال كهربائي.

كهرباء ساكنة

تحدث الكهرباء الساكنة عندما تتراكم الشحنات الكهربائية على سطح مادة ما. عادة ما يحدث بسبب فرك المواد معًا.
نتيجة تراكم الكهرباء الساكنة هو أن الأشياء قد تنجذب إلى بعضها البعض أو قد تتسبب في قفز شرارة من واحدة إلى أخرى. على سبيل المثال ، فرك بالونًا على قطعة من الصوف وثبته على الحائط.

قبل الفرك ، مثل جميع المواد ، يكون للبالونات وسترة الصوف شحنة محايدة. هذا لأن لكل منهما عددًا متساويًا من الجسيمات دون الذرية موجبة الشحنة (البروتونات) والجسيمات دون الذرية سالبة الشحنة (الإلكترونات).

عند فرك البالون بالسترة الصوفية ، تنتقل الإلكترونات من الصوف إلى المطاط بسبب الاختلافات في جاذبية المادتين للإلكترونات. يصبح البالون مشحونًا سالبًا لأنه يكتسب إلكترونات من الصوف ، ويصبح الصوف مشحونًا موجباً لأنه يفقد الإلكترونات.

الكهرباء التيارية

وهي الكهرباء التي نستخدمها في حياتنا ،والتيار هو معدل تدفق الإلكترونات. يتم إنتاجه عن طريق تحريك الإلكترونات ويتم قياسه بالأمبير. على عكس الكهرباء الساكنة ، يجب أن تتدفق الكهرباء التيارية عبر موصل ، عادة ما يكون سلكًا نحاسيًا.

هناك نوعان رئيسيان من التيار الكهربائي. وهما التيار المباشر أو المستمر (DC) والتيار المتناوب أو المتردد(AC). من السهل تذكرها. التيار المباشر يشبه الطاقة التي تحصل عليها من البطارية. والتيار المتردد مثل المقابس الموجودة في الحائط.

إلكترون باشا