فهرس المحتويات
- البدايات: اكتشاف الكهرباء الساكنة
- بنجامين فرانكلين وتجربة البرق الشهيرة
- لويجي غالفاني: ملاحظات غير متوقعة تقود إلى اكتشاف
- أليساندرو فولتا: اختراع أول بطارية
- جورج ويستنجهاوس وجيمس واط: تطوير أنظمة الطاقة
- إسهامات أمبير في فهم التيار الكهربائي
- مايكل فاراداي وتوليد الطاقة الكهربائية
البدايات: اكتشاف الكهرباء الساكنة
تعود جذور كلمة “كهرباء” في اللغة العربية إلى كلمة “كهربا”، وهي عبارة عن مادة صمغية لشجرة تمتلك خاصية جذب القش عند دلكها. كانت الكهرباء الساكنة أول شكل من أشكال الكهرباء يتم التعرف عليه ودراسته. وهي عبارة عن تراكم للشحنات الكهربائية على سطح مادة ما، كما يحدث عند دلك بالون بقطعة من الصوف.
في عام 1733، تمكن العالم الفرنسي شارل دوفاي من تحديد نوعي الشحنات الكهربائية: الموجبة والسالبة. وبعد ذلك، تم اختراع أول شكل من أشكال المكثفات الكهربائية، وهو “قنينة ليدن”، وهي عبارة عن وعاء زجاجي مملوء بالماء ومزود بسدادة زجاجية يخترقها مسمار معدني. يتم شحن الماء المعزول داخل الزجاج، وعند ملامسة المسمار، تتولد شرارة كهربائية.
بنجامين فرانكلين وتجربة البرق الشهيرة
يعتبر العالم الأمريكي بنجامين فرانكلين من الرواد الأوائل في مجال الكهرباء. قام فرانكلين بتجربة شهيرة لإثبات أن البرق هو شكل من أشكال الطاقة الكهربائية. ربط فرانكلين مفتاحًا معدنيًا بطائرة ورقية وأطلقها في سماء عاصفة رعدية، منتظرًا حدوث البرق.
عندما ضرب البرق الطائرة الورقية، انتقلت شحنة كهربائية صغيرة عبر الخيط إلى المفتاح المعدني، ثم إلى يد فرانكلين، مما أدى إلى صعقه بصدمة كهربائية كادت أن تودي بحياته. أثبتت هذه التجربة أن البرق هو في الواقع شكل من أشكال الطاقة الكهربائية.
لويجي غالفاني: ملاحظات غير متوقعة تقود إلى اكتشاف
في عام 1786، ساهم البروفيسور الإيطالي لويجي غالفاني في اكتشاف مبدأ عمل البطارية عن طريق الصدفة. أثناء تشريح ضفدع، لاحظ غالفاني تقلص عضلات ساق الضفدع عند ملامستها لأدوات معدنية مختلفة. اعتقد غالفاني في البداية أن الكهرباء مخزنة في عضلات الضفدع.
أليساندرو فولتا: اختراع أول بطارية
بعد ملاحظات غالفاني، قدم العالم الإيطالي أليساندرو فولتا تفسيرًا مختلفًا للظاهرة. اقترح فولتا أن الكهرباء لم تكن موجودة في عضلات الضفدع، بل كانت ناتجة عن وجود الرطوبة بين الأدوات المعدنية المختلفة. بناءً على هذا التفسير، قام فولتا باختراع أول بطارية في العالم.
تألفت بطارية فولتا من مجموعة من صفائح الزنك والنحاس مفصولة بأقراص من الورق المقوى المشبع بمحلول ملحي. كان هذا الاختراع بداية لتوليد تيار كهربائي مستمر ومباشر. تكريمًا لفولتا، أُطلق اسم “فولت” على وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي.
جورج ويستنجهاوس وجيمس واط: تطوير أنظمة الطاقة
لعب جورج ويستنجهاوس دورًا مهمًا في تطوير أنظمة الطاقة الكهربائية. قام ويستنجهاوس بشراء براءة اختراع محرك التيار المتردد من نيكولا تسلا وطوره. بعد ذلك، قام المخترع الاسكتلندي جيمس واط بتركيب محرك بخاري على مولد تيار كهربائي مباشر، مما أدى إلى إنشاء مولد كهربائي يعمل بالطاقة البخارية.
إسهامات أمبير في فهم التيار الكهربائي
قدم العالم الفرنسي أندريه ماري أمبير مساهمات كبيرة في فهم التيار الكهربائي. قام أمبير بتطوير النظرية الكهربائية الديناميكية. في عام 1827، نشر العالم الألماني جورج أوم مجموعة من النظريات الرياضية تحت عنوان “الدارة الكهربائية الجلفانية المحققة رياضيًا”، والتي أدت إلى تسمية وحدة قياس المقاومة الكهربائية باسم “أوم” تكريمًا له.
مايكل فاراداي وتوليد الطاقة الكهربائية
في عام 1831، اكتشف العالم البريطاني مايكل فاراداي أول طريقة لتوليد الطاقة الكهربائية. اكتشف فاراداي أنه يمكن توليد تيار كهربائي في ملف نحاسي عن طريق تغيير مقدار المجال المغناطيسي حول الملف. كان لهذا الاكتشاف دور كبير في تطوير تقنيات توليد الطاقة الكهربائية المستخدمة حتى اليوم.
قال تعالى: ﴿وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ﴾ [الأنبياء: 30]. وهذا يذكرنا بأهمية البحث العلمي والاستفادة من الموارد المتاحة.
كما قال الرسول صلى الله عليه وسلم: “تعلّموا العلم فإنّ تعلّمه لله خشية، وطلبه عبادة، ومذاكرته تسبيح، والبحث عنه جهاد، وتعليمه لمن لا يعلمه صدقة، وبذله لأهله قربة.” وهذا يدل على أهمية العلم في حياتنا.
