و قوة ديناميكية ، والمعروف باسم يتوافق التيار الكهربائي لتدفق الإلكترونات عبر موصل للكهرباء. بشكل عام ، ينشأ هذا التدفق بسبب اختلاف في الجهد الكهربائي. يمكن أن تكون مصادر الطاقة كيميائية (بطاريات) وكهروميكانيكية (مثل المولدات الهيدروليكية).
يمكن أن تكون الموصلات صلبة أو سائلة أو غازية ، لأن حركة الإلكترونات تحدث عبر أي وسيط ، اعتمادًا على المقاومة التي تتمتع بها فيما يتعلق بالتوصيل الكهربائي.
كيف يتم إنتاجها؟
لا شك أن حقيقة ارتباط التيار الكهربائي بالديناميكية تعني الحركة. ومن ثم ، تتم دراسة هذه الظاهرة من خلال فرع الفيزياء المسمى الديناميكا الكهربائية.
كما ذكرنا سابقًا ، فإن حركة الإلكترونات ترجع إلى اختلاف الجهد (الجهد) بين نقطتين ، والتي يجب أن تكون مرتبطة بمادة موصلة للكهرباء.
ينتج عن هذا وجود مجال كهربائي يؤدي بدوره إلى تدفق الكهرباء عبر النظام.
لكي تتحرك الإلكترونات ، يجب أن تترك نواة الذرة مع شحنة كهربائية متوازنة ، وهي موجودة عندما يتولد إلكترون حر. تسمى هذه جسيمات الشحنة المتنقلة وهي التي تجعل تدفق الكهرباء ممكنًا تحت تأثير المجال الكهربائي.
يمكن أن يحدث المجال الكهربائي بفضل آليات التوليد الكهروميكانيكية أو الكهروحرارية أو الهيدروليكية أو الخلايا الكهروكيميائية ، مثل بطاريات المركبات ، من بين أمور أخرى.
بغض النظر عن عملية توليد الطاقة الكهربائية ، تُخرج كل آلية فرق جهد في نهاياتها. في حالة التيار المباشر (مثل البطاريات الكيميائية) ، يكون لمخرجات البطارية طرف موجب وسالب.
عندما يتم توصيل كلا الطرفين بدائرة موصلة ، يدور التيار الكهربائي خلالها ، مما يفسح المجال للكهرباء الديناميكية.
أنواع
اعتمادًا على طبيعة وخصائص الدوران ، يمكن أن تكون الكهرباء الديناميكية مستمرة أو مباشرة. فيما يلي وصف موجز لكل نوع من أنواع الكهرباء الديناميكية:
العاصمة
يدور هذا النوع من التيار في اتجاه واحد ، دون أي نوع من التقلبات أو الاضطرابات في تدفقه.
إذا تم رسم المسار الذي يستغرقه الوقت ، فسيتم تقدير خط مستقيم أفقي تمامًا ، بشرط أن يظل مستوى الجهد (الجهد) ثابتًا بمرور الوقت.
في هذا النوع من الكهرباء الديناميكية ، يدور التيار الكهربائي دائمًا في نفس الاتجاه ؛ أي أن المحطات الموجبة والسالبة تحتفظ بقطبيتها في جميع الأوقات ، ولا تتناوب أبدًا.
أحد العيوب الرئيسية للتيار المباشر ، المعروف باسم DC لاختصاره في اللغة الإنجليزية (التيار المباشر) ، هو انخفاض مقاومة الموصلات عند نقل الطاقة الكهربائية بمستويات جهد عالٍ وعلى مسافات طويلة.
يشير التسخين الذي يحدث في الموصلات التي يدور التيار المباشر من خلالها إلى خسائر كبيرة في الطاقة ، مما يجعل التيار المباشر غير فعال في هذه الفئة من العمليات.
التيار المتناوب
يدور هذا النوع من التيار في اتجاهين مختلفين ، تمامًا كما يوحي الاسم. خلال نصف دورة ، يكون للتيار إشارة موجبة ، وأثناء نصف الدورة المتبقية يكون له علامة سلبية.
يعكس التمثيل الرسومي لهذا النوع من التيار فيما يتعلق بالوقت منحنى جيبي تختلف حركته بشكل دوري.
في التيار المتردد ، المعروف باسم AC لاختصاره باللغة الإنجليزية (التيار المتردد) ، يتغير اتجاه دوران الإلكترونات في كل نصف دورة.
حاليًا ، يتم استخدام التيار المتردد في توليد ونقل وتوزيع الكهرباء في جميع أنحاء العالم ، وذلك بفضل المستويات العالية من الكفاءة في عملية نقل الطاقة.
بالإضافة إلى ذلك ، تسمح محولات الجهد برفع وخفض جهد نظام النقل بسرعة ، مما يساعد على تحسين الخسائر الفنية بسبب تسخين الموصلات أثناء العملية.
أمثلة حقيقية
الكهرباء الديناميكية ، سواء في شكل تيار مباشر أو في شكل تيار متردد ، موجودة في حياتنا في مختلف التطبيقات اليومية. بعض الأمثلة الملموسة للكهرباء الديناميكية في الحياة اليومية هي:
- المولدات الكهربائية التي تزود المدن الكبيرة بالكهرباء ، سواء من خلال توربينات الطاقة الكهرومائية أو الرياح ، والمحطات الحرارية ، وحتى الألواح الشمسية ، من بين آليات أخرى.
- منافذ الاستخدام المنزلي ، والتي يتم من خلالها تشغيل الأجهزة الكهربائية والأواني المنزلية الأخرى التي تتطلب الكهرباء ، هي المورد المحلي للكهرباء للاستخدام السكني.
- بطاريات السيارات أو الهواتف المحمولة ، وكذلك البطاريات المنزلية للأجهزة الكهربائية المحمولة. كل هذه تعمل بترتيبات كهروكيميائية تحفز دوران التيار المستمر عن طريق ربط طرفي الجهاز.
- الأسوار المكهربة ، والمعروفة أيضًا باسم الأسوار الكهربائية ، تعمل من تصريف التيار المباشر ، الذي يطرد الشخص أو الحيوان أو الشيء الذي يتصل مباشرة بالسياج.
هل لديك مخاطر صحية؟
للتيار الكهربائي مخاطر متعددة على صحة الإنسان ، حيث يمكن أن يسبب حروقًا وجروحًا شديدة ، ويمكن أن يقتل شخصًا اعتمادًا على شدة الصدمة.
لتقييم آثار دوران التيار الكهربائي عبر الجسم ، يجب مراعاة عاملين أساسيين: شدة التيار ووقت التعرض له.
على سبيل المثال: إذا كان تيار 100 مللي أمبير يتدفق عبر قلب شخص متوسط لمدة نصف ثانية ، فهناك احتمال كبير بحدوث رجفان بطيني ؛ أي أن القلب يبدأ في الارتعاش.
في هذه الحالة ، يتوقف القلب عن ضخ الدم إلى الجسم بشكل منتظم ، حيث لا تحدث الحركات الطبيعية للقلب (الانقباض والانبساط) ويتأثر الجهاز الدوري بشدة.
بالإضافة إلى ذلك ، عند التعرض لصدمة كهربائية ، يتم تحفيز تقلصات العضلات التي تنتج حركات في غير أوانها في جسم المصابين. وبالتالي ، يكون الناس عرضة للسقوط والإصابات الخطيرة.
المراجع
- المركز الكندي للصحة والسلامة المهنية (2018). السلامة الكهربائية - معلومات أساسية. تم الاسترجاع من: ccohs.ca
- الكهرباء الديناميكية (سادس). تم الاسترجاع من: vidyut-shaastra.com
- المخاطر الكهربائية (2017). كومكير الحكومة الأسترالية. تم الاسترجاع من: comcare.gov.au
- الكهرباء (2016). تم الاسترجاع بواسطة: meanings.com
- بلات ، ج. (2013). السلامة الكهربائية: كيف يؤثر التيار الكهربائي على جسم الإنسان. تم الاسترجاع من: mnn.com
- ما هي الكهرباء (سادس). تم الاسترجاع من: fisicalab.com
- ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة (2018). التيار الكهربائي. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org