بحــث حـول الكـهربــاء

بحــث حـول الكـهربــاء:

المفهوم:

الكهرباء اسم يشمل مجموعة متنوعة من الظواهر الناتجة عن وجود شحنة كهربائية وتدفقها. وتضم هذه الظواهر البرق والكهرباء الساكنة. ولكنها تحتوي على مفاهيم أقل شيوعًا مثل المجال الكهرومغناطيسي والحث الكهرومغناطيسي.
أما في الاستخدام العام، فمن المناسب استخدام كلمة "كهرباء" للإشارة إلى عدد من التأثيرات الفيزيائية. ولكن في الاستخدام العلمي، يعد المصطلح غامضًا. كما أن هذه المفاهيم المتعلقة به يُفضل تعريفها وفقًا لمصطلحات أكثر دقة كما يلي:
 الشحنة الكهربائية: عبارة عن خاصية لبعض الجسيمات دون الذرية تحدد التفاعلات الكهرومغناطيسية الخاصة بها. فالمادة المشحونة كهربيًا تتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية وتنتجها.
 التيار الكهربائي: عبارة عن تحرك أو تدفق الجسيمات المشحونة كهربائيًا، ويُقاس عادةً بالأمبير.
 المجال الكهربائي: عبارة عن تأثير تنتجه شحنة كهربائية في غيرها من الشحنات الموجودة بالقرب منها.
 الجهد الكهربائي: قدرة المجال الكهربائي على الشغل، ويُقاس عادةً بوحدة الفولت.
 الكهرومغناطيسية: عبارة عن التفاعل الأساسي الذي يحدث بين المجال المغناطيسي ووجود الشحنة الكهربائية وحركتها.
خضعت الظواهر الكهربائية للدراسة منذ القِدم، إلا أن علم الكهرباء لم يشهد أي تقدم حتى القرنين السابع عشر والثامن عشر. وعلى الرغم من ذلك، فقد ظلت التطبيقات العملية المتعلقة بالكهرباء قليلة العدد، ولم يتمكن المهندسون من تطبيق علم الكهرباء في الحقل الصناعي والاستخدامات السكنية إلا في أواخر القرن التاسع عشر. وقد أدى التقدم السريع في تكنولوجيا الكهرباء في ذلك الوقت إلى إحداث تغييرات في المجال الصناعي وفي المجتمع أيضًا. كما أن الاستعمالات المتعددة والمذهلة للكهرباء كمصدر من مصادر الطاقة أظهر إمكانية استخدامها في عدد لانهائي من التطبيقات مثل المواصلات والتدفئةوالإضاءة والاتصالات والحساب. فأساس المجتمع الصناعي الحديث يعتمد على استخدام الطاقة الكهربائية، ويمكن التكهن بأن الاعتماد على الطاقة الكهربائية سيستمر في المستقبل.

اشكال الكهرباء في حياتنا اليومية:

أول ما يتبادر الى ذهننا عند ذكر الكهرباء هي الكهرباء التيارية التي تسري في الاسلاك الكهربية و التي توجد في البطاريات الجافة و لكن هناك نو اخر من الكهرباء يسممي بالكهرباء الساكنة او الكهرباء الاستاتيكية و الذي يو جد بصور مختلفة في حياتنا اليومية, و بالتالي نستنتج ان هناك نوعان من الكهرباء .

1- الكهرباء الساكنة ( الاستاتيكية ) 2- الكهرباء التيارية ( الديناميكية )

تمتد جذور علم الكهرباء الى تلك المشاهدات التي كانت معروفة منذ 600 عام قبل الميلاد و التي سجلها العالم و الفيلسوف اليوناني طاليس ضمن ملاحظاتة فعندما دلك الكهرمان بقطعة من الحرير لاحظ ان قطع صغيرة من الريش تنجذب الية . ثم تحقق ويليم جلبرت من هذة الملاحظة بالتجربة و توصل الى ان الاجسام لها القدرة على جذب اجسام اخرى خفيفة بعد دلكها بجسم اخر و اطلق على هذة الظاهرة اسم التكهرب . و قد اطلق على الشحنة المتكونة على سطح الجسم عند دلكة بجسم آخر اسم الشحنة الكهربية.

كما ان هناك العديد من الصور المحتلفة للكهرباء في حياتنا ..

و ابسطها البرق في الايام الممطرة

------------------------------------------------------------
أخطار الكهرباء:

يتعرض أحيانا بعض الأشخاص في المنازل والفنادق والمسابح إلى مخاطر الصدمة الكهربائية (التكهرب) من جراء ملامستهم سلكا ناقلا للتيار الكهربائي أو جهازا كهربائيا حصل خلل في عازلية أسلاكه ,ونتيجة لذلك يمر تيار كهربائي في جسم الإنسان تتوقف خطورته على شدة هذا التيار ,وشدته تعتمد على كل من الجهد المستخدم ومقاومة الجسم , فعندما يكون الجسم معزولا عن الأرض تماما فان المقاومة تكون كبيرة جدا وبالتالي فانه لا يمر أي تيار عبر الجسم , أما إذا كان الجسم ملامسا للأرض مباشرة فان المقاومة تكون صغيرة وفي حال وجود رطوبة عالية فان المقاومة تصبح صغيرة جدا وبالتالي يمر بالجسم تيار كبير .
وقد دلّت التجارب والأبحاث الى أن جسم الإنسان يمكن الإحساس بمرور تيار قيمته واحد ميلي أمبير (0.001 أمبير) وكلما زادت قيمته كلما زادت خطورته , وأن مرور تيار بجسم الإنسان تصل حتى (30 ميلي أمبير ) يؤدي الى ارتعاش وتقلص في العضلات ولا يشكل خطرا على الجسم وغير مميت (وذلك حسب طبيعة الجسم والعمر وحالة الشخص والشروط المحيطة به ), أما إذا زادت قيمة التيار أكثر من (30 ميلي أمبير) فانه يصبح خطرا ومميتا إذا بلغت قيمته (80 ميلي أمبير ) أو أكثر .
وحيث أن القواطع الكهربائية العادية(الحرارية – الحرارية المغناطيسية – الفواصم ) هي ضرورية لفصل التيار في حالة الحمولة الزائدة أو حالة القصر (التماس) بين الفازات أو بين الفازات والأرض ولكنها لا تستطيع القيام بفصل التيارات الصغيرة جدا (المنوه عنها أعلاه ) والتي يمكن أن تمر في جسم الإنسان نتيجة لملامسته سلك كهربائي، لذلك كان التفكير في إيجاد وسيلة لمنع مرور تيار في جسم الإنسان يشكل خطرا عليه, وتم استخدام قاطع تيار التسريب الأرضي (القاطع التفاضلي) والذي يقوم بفصل التغذية عن الدارة مباشرة وفور حدوث أي تماس من قبل الأشخاص (مثلا لمس سلك عار أو عند قيام طفل بوضع مسمار في مأخذ كهربائي ) أو تسريب في التمديدات وأجسام الآلات الكهربائية .
ومبدأ عمل هذا القاطع يعتمد على مقارنة قيم التيارات في كل من الفاز والتيار المار في النتر (شبكة أحادية الفاز ) أو بين التيارات المارة في الفازات الثلاثة والتيار المار في النتر (شبكة ثلاثية الفازات + نتر ) ,وعند وجود اختلاف بين تلك القيم فان أمرا بالفصل يصدر للقاطع مباشرة.
يتألف القاطع التفاضلي (أحادية الفاز ) من محولة حلقية ملفوف عليها وشيعتان متساويتان تماما بعدد اللفات ومقطع الناقل (تمثل الدارة الابتدائية للمحول ) حيث يمر في الأولى تيار الفاز وفي الثانية تيار النتر , بالإضافة إلى وشيعة ثالثة (تمثل الدارة الثانوية للمحول ) ذات عدد لفات تتناسب وحساسية القاطع , أما القاطع التفاضلي (شبكة ثلاثية الفاز +نتر ) فانه يتكون من أربع وشائع في الدارة الابتدائية ووشيعة واحدة تمثل الدارة الثانوية للمحول .
وفي أحوال التشغيل الطبيعية فان تيار الفاز وتيار النتر متماثلان في القيمة ومتعاكسان في الاتجاه وبالتالي فان الأثر المغناطيسي لكل منهما سيلغي الأخر والمحصلة ستكون صفر ولن يتحرض أي توتر في الملف الثانوي للمحول التفاضلي , أما في حال حدوث عطل فانه سيحصل فرق بين تيار الفاز وتيار النتر ويؤدي ذلك الى نشوء تحريض وتوتر على الملف الثانوي ويؤدي أيضا الى إعطاء أمر لفصل القاطع التفاضلي .
وتتميز القواطع التفاضلية بقيم تياراتها الاسمية التي تحدد القيمة الأعظمية للتيار المسموح مروره ضمن القاطع دون إحداث أية أضرار فيه,لذلك من الضروري الانتباه إلى أن مهمة القاطع التفاضلي في الدارة هو لحماية الأشخاص من التكهرب وليست الحماية من زيادة التحميل أو القصر بين الفازات ,وبالتالي فانه من الضروري تركيب قواطع آلية (حرارية – مغناطيسية ) أو فواصم على أن تكون تياراتها الاسمية مساوية أو أقل من التيار الاسمي للقاطع التفاضلي المربوط معه على التسلسل وذلك للحفاظ على تماسات القاطع التفاضلي من الإجهاد الحراري .
ونود الإشارة بان وجود نظام التأريض في المباني هو لحماية الأشخاص من التكهرب نتيجة لملامستهم آلة كهربائية فيها تماس داخلي ولكنه لا يقوم بحماية الأشخاص من حوادث التكهرب من جراء ملامستهم بشكل مباشر للأسلاك الكهربائية , ومن هنا تكمن أهمية القاطع التفاضلي حيث أنه يقوم بفصل التيار الكهربائي مباشرة , ومن ناحية أخرى فان نظام التأريض يقوم بهدر القدرة الكهربائية الناتجة عن وجود تسريب في التمديدات أو الآلات بدون أن نعلم أن هناك تسريب بينما وجود القاطع التفاضلي يدلنا على أن هناك تسريب نتيجة لقيامه بفصل التيار عن الدارة الكهربائية , نستنتج من ذلك بأنه يجب استخدام قاطع تيار التسريب الأرضي (القاطع التفاضلي ) إضافة الى نظام التأريض .
ويوجد أنواع من القواطع التفاضلية حسب درجة حساسيتها والتي يجب الانتباه لها عند اختيارها وعادة يتم تركيب قواطع بحساسية عالية جدا (10ميلي أمبير ) وتستخدم في (المسابح والحمامات و…) وقواطع ذات حساسية عالية (30ميلي أمبير) تستخدم في المنازل والفنادق والمدارس …
ومن الجدير بالذكر بأن استخدام القواطع التفاضلية محدود جداًُ حتى الآن ,قد يكون بسبب ارتفاع قيمتها نسبيا مقارنة مع القواطع العادية أو بسبب عدم معرفة فوائدها , إلا أن استخدامها يصبح ضروري جدا لحماية الأفراد من خطر التكهرب ولتلافي نشوء الحرائق التي قد تحدث نتيجة لتسريب التيار وخاصة في المنازل والمستشفيات والمدارس والمسابح والأماكن الرطبة أينما وجدت

إرشادات عامة للوقاية من الكهرباء:

 قلل من استعمال المخففات وتجنب الحمولة الزائدة علي مخارج القوابس .
 لاتغط الوصلات في الأسلاك بشريط من الورق أو القماش أستعمل فقط الشريط العازل المخصص لذلك .
لاتلمس أبدا القوابس والمفاتيح أو أي أجهزة كهربائية بيد مبللة.
أستبدل الأسلاك التالفة القابلة للإنطواء في بين الحين والأخر .
تأكد من أن أسلاك الأجهزة الكهربائية بعيدة عن الألواح الساخنة والسخانات .
لاتنزع القابس بشدة من الكابل .
تأكد من أستعمال مخفف بثلاث أوجة مع توصيل أرضي لتوصيل قابس أوربي الصنع مع مخرج قوي
لاتستعمل الماء في تنظيف الأجهزة الكهربائية .
 لاتدخل مواد معدنية - دبابيس - عيدان خشبية في مخارج القوابس لتوصيل الأجهزة المنزلية .
 للسلامة تأكد من التوصيل الأرضي لمضخات المياه والسخانات .

» بحــث حـول ابــن المقـفــع
» بحــث حــول الحجـــاب
» بحث حـول المخـروط
» بحث حـول المعلـــم
» بحث حـول إسحــاق نيــوتـــن