الدرس الأول الكهرباء.
اليوم سنتحدث عن المواضيع التالية:
- ما هى الكهرباء؟ - ما هي المواد الموصلة؟ وأمثلة عليها. - ما هي المواد العازلة؟ وأمثلة عليها - ما هي المواد شبه الموصلة؟ وأمثلة عليها - ما أنواع الكهرباء؟ - ما هي الكهرباء الساكنة؟ - ما طرق توليد الكهرباء الساكنة؟ - ما هي الكهرباء المتحركة؟ - ما أنواع الكهرباء المتحركة؟ - ما طرق توليد الكهرباء المتحركة
هي أحد أشكال الطاقة تنتج عن سيل من الالكترونات فى مادة ما .
وتنتقل من نقطة الى آخرى على شكل مجموعة من إلكترونات أو شحنات.
لذا يجب أولا أن نوضح مفهوم العلاقة بين الذرات قبل أن نتطرق إلى المفهوم الكهرباء وطريقة انتقالها.
يمكننا تعريف الذرة بأنها أصغر جزء من المادة ، فإن تركيب المادة - هى جزيئات تسمى الذرة
وتتكون الذرات من ثلاثة جسيمات تشكل المكون الرئيسي لأى ذرة وهي:
تتكون الذرة من نواة تحتوى على جسيمات موجبة الشحنة تسمى بروتونات وجسيمات غير مشحونة تسمى نيترونات
ويحيط بهذه النواة مجموعة من الجسيمات السالبة الشحنة تسمى الكترونات
1- البروتونات: ذات الشحنة الموجبة
2- النيوترونات: متعادلة الشحنة
3- الإلكترونات: صغيرة جداً ووزنها أقل بكثير من البروتونات
والنيوترونات. كما أنها ذات شحنة سالبة، والإلكترونات تتحرك حول النواة في مدارات ،
والإلكترونات هي الجزء الوحيد المتحرك من الذرة. فمثلا عندما تقوم بذلك التجربة
دلك بالون بملابسك الصوفية وتقربه إلى الحائط فإنه يلتصق به
مباشرة وينجذب إليه وهذا دليل على وجود شحنة كهربائية وبالتالي نقول أن هذا البالون مشحون.
المواد الموصلة والمواد العازلة:
المواد الموصلة:
هناك مواد لها قابلية أكبر من غيرها في نقل الكهرباء ومواد أخرى ليست لها قابلة لنقل الكهرباء.
فمن المعروف أن المعادن تنقل الكهرباء بشكل ممتاز بينما يعتبر الخشب من المواد التي تمنع الكتروناتها من الانتقال وبالتالى تمنع وجود اى تيار كهربى .
يوجد في الطبيعة مواد موصلة كالفلزات تنتقل الشحنات الكهربائية خلالها بسهولة وذلك لأنها تملك عدد كبير من
الكترونات حرة والتى يمكن لها أن تنتقل من ذرة الى اخرى لتنشئ تيار كهربى ويطلق على هذه المواد اسم (مواد ناقلة أو مواد موصلة ) .
ومن المهم أن نعرف أن حركة الإلكترونات داخل هذه المواد هي حركة عشوائية في جميع الاتجاهات .
ولهذا السبب فإننا لا نشعر بهذه الشحنات عند لمس إحدى المواد الناقلة .
المواد العازلة :
هي الأجسام التي لا تسمح بنقل الشحنات خلالها ويرجع ذلك لعدم وجود إلكترونات حرة . فالإلكترونات في هذه المواد
تكون مقيدة ومرتبطة بالذرة التابعة لها بشكل كبير بحيث لا تستطيع الانتقال من موضعها .
وأمثلة هذه المواد كثيرة منها : الخشب ، الزجاج ، مطاط والبلاستك .
المواد اشباه الموصلة :
هي المواد التي توصل التيار الكهربائي ولكن توصيلها يكون ضعيفا مقارنة بالمواد الموصلة .
والإلكترونات في هذه المواد غير حرة ولكن لو طعمناها بذرات فيمكنها أن تتبرع بإلكتروناتها فتزيد ناقليتها بشكل كبير
فينتقل التيار خلالها .
من أمثلتها : الجرمانيوم و السليكون و غيرهما .
أنواع الكهرباء :
1- كهرباء ساكنة :
هي تمركز الشحنات و تجمعها مع بعضها البعض على سطح جسم أو مادة ما
طرق توليد الكهرباء الساكنة :
يُعتمد على طريقة الدّلك في توليد الشّحنات .
-مثل دلك مسطرة بلاستيكية بقطعة من الفرو أو الصوف فإنها تلتقط بقصاصات الورق الصغيرة بسهولة.
يمكننا القول أنه عند دلك أي جسمين ببعضهما فإنهما يشحنان بشحنتين متعاكستين. ولذلك فمن المنطقي أن تكون الأجسام
العادية متعادلة وعند دلكها فإن الشحنات تنتقل فيما بينها مما ينتج عنه ما يعرف بالكهرباء.
2- كهرباء متحركة :
هي سيل من الشحنات الكهربائية التي تتحرك بطريقة منتظمة
أنواع الكهرباء المتحركة :
نُسمّيها بالمُتحرّكة نتيجة لوجود تيّار كهربائي وتدفّق للشحنات السالبة وهيَ الإلكترونات، وهذا النوع من الكهرباء يُدعى بالتيّار.
وينقسم التيّار الكهربائي إلى نوعين هُما :
1) التيار الكهربائي المستمر DC.
. 2) التيار الكهربائي المُتردد AC.
وهما كالتالي:
التيار الكهربائي(المستمر) DC تدلّ تسمية هذا النوع من التيار الكهربائي المستمر ينتقل من مصدر التيّار من خلال
وجود فرق في الجُهد بين القُطبين السالب والموجب، حيث ينتقل من المنطقة ذات الجُهد العالي وهو القطب السالب
باتجاه ثابت وبقيمة ثابتة نحو القُطب الموجب ذي الجُهد الأقلّ.
التيّار الكهربائي المُتناوب أو المُتردد : هوَ التيّار الذي ينشأ بشكل متناوب ومُتردّد، حيث تتغيّر قيمته واتجاهه،
وهوَ عبـارة عن موجة لها تردد مُعيّن بحيث تتكرّر هذهِ الموجة الكهربائية 50 أو 60 مرة في الثانيـة، وهو مــا
يُعرف بتردد التيّار الكهربائي، ويُقاس بوحدة الهيرتز بينما يُقاس التيّار الكهربائي بوحدة الأمبير، والتيّار المُتردد
أو المُتناوب هوَ الأكثر شيوعاً خُصوصاً في الاستخدامات المنزليّة فجميع الأجهزة المنزليّة تستخدم التيّار المُتردد
طرق توليد الكهرباء المترددة :
تُولَّد الكهرباء في محطات كهربائية تعمل طبقا لنفس المبدأ تقريبا:
المحطات الحرارية (تستعمل الحرارة الناجمة عن
احتراق المواد الأحفورية
المحطات النووية (تستعمل الحرارة الناجمة عن انشطار نواة اليورانيوم
الطاقة الحرارية الجوفية
(تستعمل حرارة باطن الأرض
المحطات الشمسية الحرارية (تستعمل أشعة الشمس
محطات الطاقة الريحية (تستعمل
قوة الرياح
المحطات المائية (تستعمل شلالات الماء أو صبيب الأنهار)
تستغل المحطات القوة المحركة (بخار الهواء، الريح،
الماء…) التي تُدير توربينة. ثم تتحول هذه الطاقة الميكانيكية إلى تيار كهربائي عن طريق مُبدِّل.
نتمنى أن يكون الموضوع واضحا ومفيدا ..
ملاحظة : في حال وجود أي استفسار أو سؤال أو اقتراح
دونها في خانة التعليقات
تم بحمد الله .
