الكهرباء وتاريخها .. بقلم أ/ صدقي ممدوح شراب

لا شك أن الكهرباء هي روح هذا العصر و أنها عصب الحياة في هذا الزمن و شريانه أيضاً، فهي للعالم كالقلب مثله للإنسان، يتوقف العالم تماماً إذا ما توقفت الكهرباء، حيث تُعتبر أحد مصادر الطاقة الهامة، و إن كل حضارة و تقدم العالم يعتمد عليها من صناعة و زراعة و تجارة و كذلك ثورة الاتصالات والتكنولوجيا التي حدثت لا معنى لها و لا وجود دون الكهرباء.

لكن ما هي الكهرباء و كيف تم اكتشافها ؟

قبل أن نتعرف على ماهية الكهرباء و كيفية حدوثها، يجب أن نتكلم أولاً عن المادة، و المادة كما نعرف تتكون من ذرات و كل ذرة تتركب من إلكترونات سالبة الشحنة و نيوترونات ليس لها شحنة و بروتونات ذات شحنة موجبة، و ما سنركز عليه هنا هو الإلكترونات لأنها هي المسؤولة عن حدوث الكهرباء.

فالكهرباء تحدث عندما تنتقل الإلكترونات من ذرة إلى ذرة أخرى داخل المادة، و من هنا نستطيع أن نحكم على المادة إذا كانت موصلة للكهرباء أو هل هي مشحونة أم لا، فالذرة التي عدد إلكتروناتها السالبة يساوي عدد بروتوناتها الموجبة نقول عنها ذرة متعادلة أي غير مشحونة، أما الذرة المشحونة فهناك نوعان منها :

1/ الذرات ذات الشحنة الموجبة

و يكون ذلك حينما يكون عدد البروتونات داخل الذرة أكبر من عدد الإلكترونات.

2/ الذرات ذات الشحنة السالبة

 و يكون ذلك عندما يكون عد الإلكترونات داخل الذرة أكبر من عدد البروتونات.

أما في حالة الذرات ذات الشحنة السالبة فإن عدد الإلكترونات الزائدة عن عدد البروتونات نسميها بالإلكترونات الحرة في الذرة و التي هي تحديداً المسؤولة عن حدوث الكهرباء.

إذن الكهرباء عبارة عن حركة الإلكترونات الحرة بين الذرات المكونة للمادة.

أما عن تاريخ اكتشاف الكهرباء فإن بعض الكتب تذكر أن اليونانيين اكتشفوا بعض الظواهر الكهربائية قديماً، عن طريق ملاحظة للفيلسوف طاليس سنذكرها فيما بعد.

و هناك كتبٌ أخرى تقول بأن أول حدث سُجّل لإنتاج الكهرباء كان في اليابان، و رغم اختلاف الكتب على صاحب التجربة الأولى إلا أنها اتفقت على تاريخ الحدث و نوعيته أيضاً، فكان في عام 600 قبل الميلاد أن لاحظ الفيلسوف (طاليس)  -إن كان اليونانيون هم أصحاب السّبْق- أو اليابانيون كما تقول بعض الكتب، أنه عند دلك قطعة من الكهرمان –و هو مادة طبيعية متحجرة تخرج من بعض الأشجار- بالقماش فإنه بعدها يجذب الوبر و الشعر المقصوص، إلا أنه بسبب الرطوبة يفقد تلك الخاصية، و ذلك كان هو اكتشاف للكهرباء السكونية.

كانت الصعوبة فيما بعد و التي واجهت الأجيال التي تلت ذلك الاكتشاف هي تخزين تلك الكهرباء السكونية، إلى أن اكتشف الأستاذ (موشنبروك) في جامعة (ليدن) و هي من أقدم الجامعات في هولندا، و بالصدفة أنه يمكن تخزين الكهرباء السكونية داخل وعاء زجاجي مملوء بالماء و مُحاط بشريط معدني، حيث تُخزّن الكهرباء في الزجاج بين المعدن و الماء، و سُمّي الوعاء بعد ذلك (وعاد ليدن) و كان يعطي كميات كهربائية صغيرة.

في عام 1733 لاحظ العالم الفرنسي (شارل دفيه) أن بعض الأجسام تتجاذب عند الحك و بعضها الآخر يتنافر، فاعتبر أن الكهرباء تياراً أو سيالاً من نوع ما، و أنه يوجد نوعين منه، الأول : عند دلك الزجاج بالشعر أو الصوف، و الثاني : عند دلك الكهرمان بالحرير، و لاحظ كذلك أن النوعين المختلفين يتجاذبان (أي يقتربان من بعضهما) بينما النوعين المتماثلين يتنافران أي (يبتعدان عن بعضهما).

و أول من اقترح فكرة الشحنات الكهربائية الموجبة و السالبة هو (بنجامين فرانكلين) و ذلك في القرن الثامن عشر، و هو أيضاً الذي أثبت أن البرق ما هو إلا انتقال شحنات كهربائية ساكنة عن طريق تجربة شهيرة سُمّيت باسمه.

بينما أول من بيّن أن بعض المواد موصلة للكهرباء و الآخر لا يوصلها هو العالم الإنجليزي (ستيفن جراي)، و كان العالم الإيطالي (فولتا) هو أول من قام بإنتاج الكهرباء عام 1798 بطريقة كيميائية و ذلك بوضع قضيب نحاس و آخر حديد في وعاء زجاجي مملوء بمحلول ملحي. ثم كان بعد ذلك التوصل إلى أول مصدر للكهرباء المستمرة و هو البطاريات الفولتية ثم بعدها البطارية الحديثة.

كل تلك الأمور و الاكتشافات أدت إلى إفساح المجال من أوسع أبوابه إلى التقدم الرهيب في عالم الكهرباء التي أصبحت من مصادر الطاقة التي لا يمكن الاستغناء عنها أبداً، و التي أدت إلى الوصول لعلم من العلوم الهامة و هو (الكهرومغناطيسية) و كذلك علم (الإلكترونيات) الذي هو أساس الحياة التنكولوجية المتطورة التي نحياها الآن.

و عن تسمية الكهرباء بهذا الاسم فقد اشتق العرب الاسم من كلمة (كهرمان) و عند الغرب تم اشتقاق كلمة (electricity)  و هي تعني كهرباء من اللفظ اليوناني لكلمة كهرمان و هو إلكترون | electron عن طريق العالم الإنجليزي (وليم جيلبرت).

إن العالم المتمدن وصل إلى ما وصل إليه من حداثة إنما هو بفضل الكهرباء، و ذلك عن طريق تطوير المنازل و المصانع و الأجهزة العديدة التي تعتمد اعتماداُ كلياً على الكهرباء مثل التلفاز و الثلاجة و المدفئة و غيرها. و سنبين بعد قليل كيف أدت الكهرباء إلى التطور في عدد من المجالات.

* دور الكهرباء في الصناعة

 استبدال الوسائل اليدوية و الميكانيكية البسيطة بالمحركات الكهربائية و الماكينات، و بذلك نوفر الوقت و الجهد و كذلك تكون جودة المُنتج أعلى.

* دور الكهرباء في النقل

 عن طريق استخدام المركبات الكهربائية التي لا تلوث الجو و لا تحدث ضجيجاً، و كذلك القاطرات الكهربائية التي تتميز بالسرعة العالية و حاجتها إلى الصيانة الأقل.

* دور الكهرباء في الفضاء و الهواء

 إن اعتماد الطائرات الحديثة في المقام الأول يكون على الكهرباء، و كذلك تعتبر الكهرباء مصدر القدرة الوحيد في سفن الفضاء و توابعها.

* دور الكهرباء في البحر

 و ذلك من خلال المنارات التي تصدر أضواء كهربائية شديدة، و السفن الحديثة التي تعتمد الآن على الكهرباء بشكل كبير.

* دور الكهرباء في المنزل

 لا يخفى على أحد دور الكهرباء في المنزل، فما عليك فقط هو تخيل انقطاع الكهرباء لتتخيل الحياة داخل المنزل و قد تحولت إلى شبه جحيم، فأنت لن تشاهد برنامجك المفضل على التلفاز و لن تستطيع كوي قميصك الذي سترتديه في سهرة الليلة، و سوف تخسر صفقتك لو كنت رجل أعمال إذا لم ترسل رسالة بريدية إلى الشركة المعنية.

و الآن هل تدركون كيف هو العلم يجعل من الحياة ممتعة جداً و مسلية و سهلة، ذلكم هو الجانب الجميل من العلم !

بقلم الأستاذ / صدقي ممدوح شراب

التدوينة الكهرباء وتاريخها .. بقلم أ/ صدقي ممدوح شراب ظهرت أولاً على رابطة شباب عائلة شراب.

Source: FamilySites