تمثّل الكهرباء أحد مصادر الطاقة النظيفة؛ فاستخدامها كمصدر من مصادر الطاقة، وذلك بتحويلها إلى أي صورة من صور الطاقة، كالطاقة الحركية من المحرك، والحرارية من السخان، والضوئية من المصباح، أو أي صورة أخرى من صور الطاقة، لا ينتج عنه أي ملوثات بيئية تذكر، كما أنها تعد مصدرًا من مصادر الطاقة المتجددة، على خلاف الفحم، أو البترول، علاوة على أنها منخفضة التكلفة نسبيًا، بالنسبة لمصادر الطاقة الأخرى.
ويمكن توليد الشحنات الكهربائية بعدّة طرق، البعض منها يتوقف على نوعية الكهربية ذاتها، أي نوعية الكهرباء من حيث كونها تردديّة أو ساكنة، أو ذات القطبين، الموجب والسالب، وهذا هو موضوع مقالنا، فتابعونا.
ماهية الكهرباء، وتعريفها
الكهرباء هي عبارة عن سيل من الإلكترونات، المتدفقة عبر موصل، ولكن هذا السيل من الإلكترونات لا يتدفق ذاتيًا من تلقاء نفسه، بدون مصدر حثٍّ لهذه الإلكترونات لكي تتدفق، فالمادة أيًا كانت نشطة أم خاملة، سواء جيدة التوصيل للكهرباء، أم رديئة التوصيل للكهرباء. فإن التركيب الذري لها، لا يسمح بتحرير الإلكترونات من مدارها، بدون بدون أن يتم إثارة لتلك الإلكترونات، أو حثّها على التحرر من مدارها بشكل أو آخر، وعلى هذا يمكن تعريف الشحنات الكهربائية، أو الكهرباء بأنها: “سيل من الإلكترونات المتدفقة من نقطة إلى أخرى عبر موصل”.
كيفية توليد الشحنات الكهربائية
يتم توليد الشحنات الكهربية بعدّة طرق، ولكن اختيار أي طريقة من هذه الطرق، يتوقف على نوع الكهرباء المطلوبة، وقبل أن نتناول كيفية توليد الشحنات الكهربية، سوف نتناول الكهرباء من حيث نوعيتها، ثم نتناول كيفية توليدها، وذلك على التفصيل الآتي:
أولًا: أنواع الكهرباء
يوجد هناك نوعان من الكهربية، يتم استخدامهما على المستوى التطبيقي هما:
الكهرباء الساكنة: فالكهرباء الساكنة يتمّ ملاحظتها يوميًا تقريبًا، من خلال كثير من الناس، وذلك عند خلع ملابسهم النايلون- البوليستير- حيث يتم سماع طقطة، مع رؤية ومضات متوهجة؛ فهذا ناتج عن الشحنات الكهربية الساكنة، التي اعتلت الملابس، من خلال احتكاكها بالجسم أثناء الحركة، وهناك أيضًا بعض الأسماك، التي لديها القدرة على إنتاج شحنات كهربية ساكنة، تستخدمها للدفاع عن نفسها، أو لاصطياد فرائسها.
الكهرباء الديناميكية: وهي الكهرباء المتدفقة، التي تسري من خلال الموصل، وهي الكهرباء أو الشحنات الكهربية، التي يتم استخداماتها في إدارة الأجهزة اكهربية، مثل المذياع، والتليفزيون، والمصباح، والحاسوب، وما إلى ذلك من تلك الأجهزة.
ثانيًا: كيفية توليدها
مما سبق يتضح لنا أن هناك نوعين من الشحنات الكهربية، وبالتالي سوف نتناول كيفية توليد الشحنات السالبة، ثم كيفية توليد الشحنات الديناميكية، وذلك على النحو الآتي:
توليد الشحنات الكهربية الساكنة:
تعتبر الشحنات الكهربية الساكنة أقدم اكتشافًا من الشحنات الكهربية الديناميكية، ويمكن توليدها من خلال دلك ساق من الأبونيت بالصوف، أو ساق من الزجاج بالحرير، أو الصوف، وبذلك يتمّ استثارة الإلكترونات الخارجية لذرات المادة، بإكسابها طاقة تحرر بعملية الدلك، لتسكن السطح الخارجي للمادة مسببة له كهرباء مؤقتة، يمكن ملاحظتها في حينها.
توليد الشحنات الكهربية الديناميكية:
على الرغم من أن الشحنات الكهربية الديناميكية، أحدث اكتشافًا من الشحنات الكهربية الساكنة، لكنها الأوسع استخدامًا، والأكثر تنوّعًا من حيث المصدر، ويمكن توليدها باستخدام المصادر الآتية: التفاعلات الكيميائية: تعتبر بطارية السيارة التقليدية التي تتكون من الخارصين، وحمض الهيدروكلوريك المخفّف، مثالًا لتوليد الشحنات الكهربية المتدفقة، من خلال التفاعلات الكيميائية.
الطاقة الشمسيّة: تستخدم الطاقة الشمسيّة في توليد الشحنات الكهربية المتدفقة، باستخدام اللوحات الشمسيّة، وهي تعتبر نوعًا آخر من التفاعلات الكيميائية، باستخدام الطاقة الشمسيّة.
الفيض المغناطيسيّ: وفيه يتمّ استخدام قوّة الفيض المغناطيسيّ (الدينامو)، في استثارة الإلكترونات، من خلال دوران ملفّ من السلك المعزول، والملفوف حول قلب من المعدن الحديديّ، بين قطبي هذا الفيض المغناطيسيّ؛ مما يسبب استثارة لإلكترونات الملفّ، والتي تتدفق من خلال استمرار دوران الملفّ، داخل هذا الفيض المغناطيسي.
وللأهمية الكبرى للشحنات الكهربية في حياتنا، التي لا تخلو لحظة ما من استخدامها؛ ما كان دافعًا قويًّا للعلماء في التفنن لابتكار طرق جديدة لتوليدها، باستخدام طرق غير تقليدية، مثل استخدام الطاقة النوويّة في إنتاجها.
التعليقات