الكهرباء والشحنات والتيار الكهربائي
الكهرباء من أكثر المفاهيم حضورًا في حياتنا: نستخدمها في الإضاءة والتبريد والاتصال والحواسيب والأجهزة المنزلية. علميًا، ترتبط الكهرباء بالشحنات الكهربائية وحركتها. توجد شحنات موجبة وسالبة، وتتفاعل فيما بينها بقوى جذب أو تنافر؛ فالشحنات المختلفة تتجاذب، والمتشابهة تتنافر.
الشحنات الكهربائية
تتكون المادة من ذرات، وفي الذرات جسيمات تحمل شحنات. البروتونات موجبة، والإلكترونات سالبة، والنيوترونات متعادلة. في كثير من المواد يمكن للإلكترونات أن تنتقل أو تتحرك، وهذا يفسر ظواهر مثل الكهرباء الساكنة والتيار الكهربائي.
الكهرباء الساكنة
الكهرباء الساكنة تحدث عند تراكم شحنات على سطح جسم. مثال ذلك عندما نفرك بالونًا بالشعر فينجذب الشعر إلى البالون، أو عندما نشعر بلسعة خفيفة عند لمس مقبض معدني بعد المشي على سجادة. في هذه الحالات لا تسير الشحنات في دائرة كاملة، بل تتراكم ثم قد تنتقل فجأة.
التيار الكهربائي
التيار الكهربائي هو تدفق الشحنات الكهربائية في مسار موصل. في الأسلاك المعدنية يكون التيار غالبًا نتيجة حركة الإلكترونات. لكي يستمر التيار نحتاج إلى مصدر طاقة مثل بطارية أو مولد، وإلى مسار مغلق يسمح بمرور الشحنات. إذا انقطع المسار توقفت حركة التيار، ولهذا تنطفئ المصابيح عند فتح المفتاح في دائرة بسيطة.
الموصلات والعوازل
الموصلات مواد تسمح بمرور التيار بسهولة، مثل النحاس والألومنيوم. لذلك تصنع الأسلاك غالبًا من النحاس. أما العوازل مثل البلاستيك والمطاط والخشب الجاف فلا تسمح بمرور التيار بسهولة، وتستخدم لحماية الإنسان والأجهزة. وجود غلاف بلاستيكي حول السلك ليس للزينة؛ إنه سلامة قبل أن يكون شكلًا مرتبًا.
خلاصة المقال
الكهرباء ترتبط بالشحنات الكهربائية، والتيار هو تدفق هذه الشحنات في مسار موصل. فهم الشحنات والتيار والموصلات والعوازل يمهد لفهم الدوائر الكهربائية والمغناطيسية لاحقًا.