ماهو التّيار الكهربائي؟
يُعتبر اختراع الكهرباء واحداً من أبرز الابتكارات في تاريخ البشرية، حيث أصبحت الكهرباء جزءًا لا يتجزأ من حياة الأفراد اليومية. لقد سهلت الكهرباء إنجاز العديد من الأعمال التي كانت تتطلب جهداً ووقتًا كبيرين في السابق، مثل غسل الملابس الذي كان يتم بشكل يدوي. ويُعزى الفضل في ظهور أجهزة كهربائية مثل الغسالة، المكواة، المصباح، والمكانس الكهربائية إلى هذا الاختراع الثوري.
يتم نقل التّيار الكهربائي من محطات التوليد إلى المنازل، المصانع، والهيئات المختلفة. يُعرَّف التّيار الكهربائي بأنه تدفقٌ من الشحنات السالبة التي تتحرك في مسار منتظم وباتجاه محدد. وعلى الرغم من عدم إمكانية رؤية التّيار الكهربائي مباشرة، إلا أن تأثيراته واضحة من خلال تشغيل الأجهزة الكهربائية.
من حيث قدرة المواد على نقل التّيار الكهربائي، تُقسم المواد إلى نوعين: نواقل، وهي المواد التي تُتيح مرور التّيار الكهربائي مثل أسلاك النحاس، وعوازل، وهي المواد التي تمنع مرور التّيار الكهربائي مثلاً قضبان الأبونيت وألواح البلاستيك.
تأثيرات التّيار الكهربائي
بما أن التّيار الكهربائي غير مرئي، يُمكننا استنتاج تأثيراته من خلال ملاحظتها في حياتنا اليومية، وهي كما يلي:
التأثير الحراري
يمر التّيار الكهربائي عبر الأسلاك مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها، وقد تنضبط الأسلاك عند درجات حرارة مرتفعة، مما يبرز التأثير الحراري للكهرباء. وقد تم استغلال هذا الأثر في الكثير من التطبيقات، مما أدى إلى ابتكار أجهزة مثل الموقد الكهربائي، المكواة، المدفأة الكهربائية، والمصابيح الكهربائية.
التأثير الضوئي
يؤدي التّيار الكهربائي إلى حدوث تأثير ضوئي؛ حيث يتسبب في انبعاث الضوء من المصابيح التي تحتوي على غازات نبيلة مثل غاز النيون. فعند مرور التّيار الكهربائي في مصباح النيون، يتوهج هذا المصباح، وليس بحاجة إلى سلك يسخن قبل أن يُضيء مثل المصابح العادية.
التأثير المغناطيسي
أثبت العلماء أن الكهرباء تُحدث تأثيرًا مغناطيسيًّا. فعند وضع بوصلة وتوجيه إبرتها، ثم وضع سلك فوق هذه الإبرة بشكل متوازي، مع توصيل طرفي السلك ببطارية وبعض الآليات للتحكم في الدائرة الكهربائية، لوحظ أن الإبرة تنحرف عن وضعها الطبيعي عند غلق الدائرة، مما يدل على تأثير الكهرباء المغناطيسي.
التأثير الكيميائي
عندما يمر التّيار الكهربائي عبر محلول معين، يُحدث ذلك تحلل المحلول إلى مكوناته. يتم استخدام هذا الأثر في عمليات الطلاء. فقد أجرى العلماء تجربة حيث تم غمس صفيحتين من البلاتين في محلول حامض الكبريتيك المركز داخل وعاء زجاجي، ثم تم توصيل الصفيحتين بمصدر كهربائي، ولاحظوا تكون فقاعات غازية حول الصفيحتين. وعند تحليل تكوين هذه الفقاعات، وُجد أنها تتكون من غاز الأكسجين وغاز الهيدروجين، اللذين يساهمان في تكوين الماء.