U3F1ZWV6ZTI0NTU5NDU2MzIwOTE3X0ZyZWUxNTQ5NDIyODcyNDQ4MA==

تاريخ الكهرباء History of Electricity

اهمية الكهرباء :

  • الكهرباء قوة غير مرئية وهي صورة من صوراشكال الطاقة المهمة في حياتنا المعاصرة والتي لا غنى عنها في جميع المجالات ، يمكن انتاجها والحصول عليها من عدة طرق كما في محطات توليد الطاقة مثل :-
مثال الواح شمسية 

  • المحطات الشمسية 
    Solar direct – photovoltaic
  • محطات التوليد البخارية  Steam Turbines .
  • التوربينات المائية Hydro turbines
  • توربينات الاحتراق الداخلي Internal Combustion turbines
  • توربينات الرياح   Wind turbines

مادة الكهرمان

  • اكتشاف الكهرباء

  • وقصة اكتشاف الكهرباء قديمة جدا وتعود الى عام 600  ق.م  وذلك من خلال العالم اليوناني طاليس (عالم فلك وفيزيائي  ومهندس اكتشف عدداً من النظريات الهندسية) ، حينما لاحظ ان مادة الكهرمان (العنبر) تصبح مشحونًة بعد دلكها بقطعة من فرو الحيوانات وتجذب اليها الأجسام خفيفة الوزن كالورق والريش وكأنها تتحول الى مادة مغناطيسية واعتقد طاليس ان سبب الانجذاب هو التاثير المغناطيسي لمادة الكهرمان . 

  • وظلت تلك الظاهرة تتارجح لسنوات كثيرة وسط العلماء حتى عام 1600  ميلادية ، حين  أجرى ويليام جيلبرت (طبيب وفيزيائي وفيلسوف انجليزي ) دراسة وفرّق فيها بين تأثير حجر المغناطيس الطبيعي والكهرباء الساكنة الناتجة عن احتكاك الصوف بمادة الكهرمان ، وهنا ظهرت كلمة (electricus) وهي في اللغة اللاتينية الجديدة  ومأخوذة من"ήλεκτρον"  أي "إلكترون،  وهي المرادف اليوناني لكلمة "كهرمان" للإشارة إلى خاصية جذب الأجسام الصغيرة بعد فركها و أدى هذا الارتباط إلى إبراز الكلمتين "Electric" و"Electricity" وقد ذُكر هذا المصطلح (Electricity) لأول مرة عام 1646م  بواسطة السير توماس براون في كتابه ""  "Pseudodoxia Epidemica"
  • وفي عام 1660 م اخترع العالم أوتو فون غريك آلة لإنتاج الكهرباء الساكنة وهي عبارة عن كرة من الكبريت ، تدور بواسطة كرنك بيد واحدة وتفرك مع الأخرى ، وقد كان السليل المتطور اليوم لهذه الآلات المبكرة هو مولد Van de Graaf والذي اخترعه العالم الاميركي روبرت جيمسون فان دي جراف عام 1929 م  

  • طائرة فرانكلين 

  • وتوالت الابحاث بعد ذلك من قبل العلماء فيما يخص تلك الظاهرة الغريبة انذاك ، واجرى العالم بنجامين فرانكلين-الرجل الذي تتوسط صورته عملة المائة دولار أميركي- أبحاثًا شاملة وفي يونيو 1752م قام بتجربته الشهيرة بربط مفتاح معدني أسفل خيط طائرة ورقية وأطلق الطائرة في سماء تنذر بهبوب عاصفة. ثم لاحظ مجموعة متلاحقة من الشرر تخرج من المفتاح عند تقريب يده اليها ، الأمر الذي برهن على أن البرق ما هو الا تفريغ كهربي ومنه اخترع مانع الصواعق لحماية المباني .  

جلفاني واختراع البطارية

وفي عام 1791 م نشر لويجي گلڤاني  اكتشافه الخاص بالكهرباء الحيوية الذي أظهر أن الكهرباء هي الوسيط الذي تقوم من خلاله الخلايا العصبية بنقل الإشارات إلى العضلات ، وهي الظاهرة  التي يرجع تاريخها إلى عام 2750  قبل الميلاد بواسطة بعض الاسماك مثل سمك الرعاش "صاعقة النيل" وبعد حوالي ألف عام ، أشار إليها أيضًا الإغريق والرومان و علماء الطبيعة والأطباء المسلمونولقد أكد الكتّاب القدامى ، مثل بليني الأكبر وسكريبونيس لارجوس على الإحساس بالتنميل الناتج عن صدمات تحدث في الجسم وهي ما صيغت  فيما بعد بالصدمات الكهربية التي يحدثها  سمك الرعاش الكهربي. كما اكتشف هؤلاء الكتّاب أن هذه الصدمات يمكن أن تنتقل عبر الأجسام الموصلة بها .
   

ثم بدأ اهتمام جديد بالتيار الكهربائي باختراع البطارية والتي بدات فكرتها عندما لاحظ لويجي جالفاني عام 1786م أن تفريغ الكهرباء الساكنة جعل ساق الضفدع ترتعش ، وظن جالفاني أن الساق زودت بالكهرباء ، لكن أليساندرو فولتا فكر بخلاف ذلك ، وقدم لنا الخلية الفولتية  كدليل ، وهو نوع بدائي من البطاريات ، والتيار المستمر من البطاريات سهَّل الطريق لاكتشاف قانون أوم ، الذي يتعلق بالتيار ، والجهد (القدرة الكهربائية) ، والمقاومة ، ثم قانون جول والذي يحدد العلاقة بين كمية الحرارة المنبعثة من موصل وبين الطاقة الكهربائية المارة فيه ،  وقد كان قانون أوم والقواعد التي اكتشفها العالم كيرشوف للجهد والتيار هي الوسائل الأساسية لإجراء حسابات الدوائر الكهربية حتى الان . 
  • ومنها اخترع ألساندرو ڤولتا أول بطارية كهربية وأطلق عليها اسم "البطارية الفولتية" عام 1800 م وكانت مصنوعة من طبقات متوالية من الزنك والنحاس ولقد مَدّت هذه البطارية العلماء بمصدر للطاقة الكهربية يمكن الاعتماد عليه أكثر من الماكينات الإلكتروستاتية- الغير عملية-  التي كانت تُستخدم من قبل. 

  • الكهرباء والمغناطيسية

  • وأكد هانز كريستيان أورستد منتصف عام 1820 م أنّ تدفق التيار الكهربائي في موصل يمكن أن يحرف إبرة بوصلة مغناطيسيّة قريبة وهو ما يؤكد بوجود صلة بين الكهرباء والمغناطيسيّة – الكهرومغناطيسيّة - وبدأ أمبير بتكرار عمل أورستد، وقبل نهاية  1820م  ، اكتشف أنّه في حالة تدفق التيار الكهربائي في نفس الاتجاه في سلكين متوازيين قريبين، فان الأسلاك تجذب بعضها البعض،أمّا إذا كانت التيارات الكهربائية تتدفق في اتجاهين متعاكسين فإنّ الأسلاك تتنافر ، لقد اكتشف أمبير شيئًا مذهلاً ،  لقد أنتج مغناطيسيّة الجذب والتنافر في غياب تام لأيّ مغناطيس طبيعي . 
  • ثم أكمل مايكل فاراداي الطريق ، واكتشف مبدأ الحث الكهرومغناطيسي حين اثبت أن تيارًا كهربائيًا يمكن أن ينتج عن طريق تمرير مغناطيس عبر سلك نحاسي وهو المبدأ الذي تقوم عليه فكرة المولد والمحرك والمحول الكهربي .وجدير بنا ان نشير الى اكتشاف العالم جوزيف هنري  (عالم فيزياء أمريكي) ، مبدأ الحث قبل فارادي ، إلا أنه أخفق في نشر نتائج أبحاثه. وبفضل جهوده في مجال الكيمياء الكهربائية تم تم تكريمه في عام 1893  بإطلاق اسمه  "هنري" على وحدة الحث الكهرومغناطيسي الدولية لتصبح هنري .

  • كما قام جورج أوم عام 1827 م بوضع القانون الأساسي في الكهربائية ، وشبَّه التيار الكهربائي بتيار من السوائل ، وحدد العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة بعلاقة وقانون نسب اليه V=I*R  حيث:
  • V   هي فرق الجهد
  • Iوشدة التيارهي
  • R المقاومة هي 

  • وبعدها أسس ماكسويل بحوثه في الكهربية والمغناطيسية بناءا على اكتشافات العالم مايكل فارادي. وفي عام 1864 م ربط ماكسويل بين أفكاره وأفكار فارادي ، وخرج بنظرية رياضية تُوضح العلاقة بين المجالين الكهربائي والمغناطيسي. وكل من هذين المجالين يؤثر على الأجسام المشحونة بالكهرباء. وأوضح ماكسويل أن الموجات في الحقول الكهربائية والمغناطيسية  والتي تسمى الموجات الكهرومغناطيسية تتحرك بسرعة الضوء . وتُعد هذه النظرية التي تتلخص في معادلات ماكسويل واحدة من أهم الإنجازات في مجال الفيزياء الرياضية كما انه حاول اثبات أن الضوء نفسه يتكون من موجات كهرومغناطيسية ، وقام عالم الفيزياء الألماني هينريتش هرتز في نهاية الثمانينيات من القرن التاسع عشر الميلادي بتجارب أثبتت صحة نظرية ماكسويل . 

  • اديسون وتسلا 

·         ثم جاء توماس اديسون وهو واحد من أعظم المخترعين وقد سجل أديسون باسمه أكثر من ألف اختراع ، ويعود الفضل إليه عادة في اختراع المصابيح الكهربائية (ولكن اول من محاولة لاختراع المصباح كانت من جانب العالم همفري ديفي اوائل القرت التاسع عشر ) ، 

  • ثم جاء دورالعالم الكرواتي نيكولا تيسلا والذي هاجر إلى الولايات المتحدة للعمل مع توماس أديسون ، واكتشف تسلا المجال المغناطيسي الدوار وأوجد التيار المتناوب والذي يستخدم على نطاق واسع اليوم ، والتقى تسلا بالعالم وستنجهاوس والذى تبنى افكاره ومشروعاته وكون معه شراكة ضد اديسون ، ولا ننسى ان نذكر حدثا هاما في أواخر القرن ال 19 انه حدثت خصومة شديدة عرفت باسم "حرب التيارات" بين جورج وستنجهاوس وتسلا من جانب  وتوماس إديسون في الجانب الاخر ، بسبب ترويج إديسون للتيار المستمر لتوزيع الطاقة الكهربائية  بدلا من التيار المتردد والذي كان يتبناه وستنجهاوس وتسلا ،وبعدها تم اعتماد التيار الكهربائي المتناوب في كافة أنحاء العالم  .


واستمرت رحلة الكهرباء حتى تعمقت وتشعبت ودخلت في جميع المجالات بلا استثناء ويمكن ان يطلق عليها هي "روح التكنولوجيا"حيث لا غنى عنها في اي مجال من مجالات الحياة اليومية .
وبهذا نكون قد انتهينا ولله الحمد  ، ونامل ان يكون الموضوع حاز اعجابكم وفيه فائدة ولو بسيطة ، شكرا لكم ونسألكم الدعاء 


م/ محمد حسانين


تعليقات
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق

إرسال تعليق

الاسمبريد إلكترونيرسالة