فهرس المحتويات
نطاقات استخدام الحقل الكهربائي وأبرز الاستعمالات
يُعرف الحقل الكهربائي بأنه منطقة في الفضاء تحيط بجسيم مشحون كهربائيًا، حيث يؤثر هذا الجسيم بقوة كهربائية على أي شحنة أخرى توضع في هذا الحقل. يرمز للحقل الكهربائي بالرمز (E)، وتقاس شدته بوحدة (فولت/متر). تخرج خطوط الحقل الكهربائي من الأجسام المشحونة بشحنة موجبة وتتجه نحو الأجسام المشحونة بشحنة سالبة. تتسع نطاقات استخدام الحقل الكهربائي لتشمل العديد من المجالات الحيوية والصناعية.
الاستخدامات الطبية والبيولوجية للحقل الكهربائي
تتنوع استخدامات الحقل الكهربائي في المجالين الطبي والبيولوجي، حيث يُستخدم لتحفيز الخلايا والأنسجة الحيوية، مما يساهم في تطوير علاجات جديدة. من أبرز هذه الاستخدامات:
تسريع التئام الجروح
عندما تتعرض أنسجة الجلد للإصابة، يمتلك الجسم القدرة الطبيعية على ترميمها. ومع ذلك، قد يتعثر هذا الترميم في بعض الحالات، مما يزيد من خطر الإصابة بالعدوى. توصل العلماء إلى طريقة مبتكرة لتسريع التئام الجروح تتضمن استخدام ضمادة إلكترونية مرنة تولد حقلًا كهربائيًا ذاتيًا. هذه الضمادة قادرة على تحويل حركة الجلد إلى طاقة كهربائية تحفز خلايا الجلد على التجدد والترميم بشكل أسرع.
التحفيز الكهربائي للجهاز العصبي
يستخدم الحقل الكهربائي في تحفيز الدماغ العميق أو تثبيط النشاط العصبي في بعض الحالات المرضية، مثل مرض باركنسون والصرع. يتم ذلك عن طريق زرع جهاز تحفيز عصبي داخل الجسم، غالبًا تحت عظمة الترقوة، أو وضعه خارجيًا على سطح الجلد. كما يستخدم التحفيز الكهربائي لتخفيف آلام الالتهاب الليفي العضلي، ومشاكل النوم والإرهاق.
قال رسول الله صلى الله عليه وسلم: “الدَّالُّ عَلَى الْخَيْرِ كَفَاعِلِهِ” [رواه الترمذي].
استخدامات الحقل الكهربائي في هندسة الطاقة
للحقل الكهربائي دور حيوي في العديد من التطبيقات الهندسية، بما في ذلك:
- تقليل الانبعاثات الملوثة: يستخدم في تقليل انبعاثات المواد الضارة والغازات، مثل تلك الناتجة عن مداخن المصانع.
- معالجة المياه والبلازما: تستخدم البلازما، التي تتميز بطاقتها العالية، في معالجة المياه والكتلة الحيوية، وتحديد التركيب الكيميائي للمواد المختلفة.
- تحسين الاحتراق والقياسات الضوئية: يساهم الحقل الكهربائي في تحسين احتراق الوقود في المحركات، كما يستخدم في أجهزة المطياف لقياس الخصائص الضوئية للأشعة الكهرومغناطيسية.
قال تعالى: “وَفِي أَنفُسِكُمْ ۚ أَفَلَا تُبْصِرُونَ” [الذاريات: 21].
تطبيقات الحقل الكهربائي في الصناعة
تتضمن التطبيقات الصناعية للحقل الكهربائي ما يلي:
نزع الماء كهربائيًا
تعتمد هذه التقنية على استخدام الحقل الكهربائي لفصل المواد السائلة عن المواد الصلبة من خلال التأثيرات الحركية الكهربائية. تتطلب هذه العملية مستويات طاقة منخفضة لفصل المواد الصلبة والجافة عن الماء، مما يجعلها مفيدة في الهندسة المدنية، ميكانيكا التربة، وصناعة الخزف.
أجهزة استشعار الحقل الكهربائي
تستخدم هذه الأجهزة لقياس شدة واتجاه الحقل الكهربائي، مما يساعد في مراقبة تراكم الشحنات الكهربائية التي قد تتسبب في تلف المنتجات الإلكترونية. وبالتالي، فهي تحمي الأجهزة الإلكترونية، لوحات الدوائر الكهربائية، وأشباه الموصلات من الأضرار الناجمة عن التفريغ الكهروستاتيكي والإجهاد الزائد.
قال الله عز وجل: “وَسَخَّرَ لَكُم مَّا فِي السَّمَاوَاتِ وَمَا فِي الْأَرْضِ جَمِيعًا مِّنْهُ ۚ إِنَّ فِي ذَٰلِكَ لَآيَاتٍ لِّقَوْمٍ يَتَفَكَّرُونَ” [الجاثية: 13].
