ما هي مراحل اكتشاف الكهرباء
من اخترع الكهرباء ومتى
الكهرباء هي شكل من الأشكال الطاقة الموجودة في الطبيعية والبشر لم يقوموا باختراعها لكنهم اكتشفوها فهي اكتشاف وليست اختراع، ومع ذلك عندما نضغط على مفتاح ونحصل على
الكهرباء
على الفور ويتم تشغيل مصابيحنا تقريبًا مثل السحر فهذا حدث نتيجة مجهودات عدد من العلماء على عدة مراحل ولم يحدث فجأة.
لكن مفهوم الطاقة الكهربائية قد أدركه البشر منذ أزمنة بعيدة ففي حوالي 600 قبل الميلاد، اكتشف الإغريق أن فرك الفراء على العنبر وهو راتينج يؤخذ من أشجار متحجرة، تسبب في تجاذب بين الاثنين وبالتالي فإن الإغريق في الواقع قد اكتشفوا الكهرباء الثابتة.
بالإضافة إلى ذلك اكتشف الباحثون وعلماء الآثار في ثلاثينيات القرن الماضي أوانيًا بها صفائح من النحاس بداخلها ويعتقد أنها ربما كانت بطاريات قديمة تهدف إلى إنتاج الضوء في المواقع الرومانية القديمة.
كما تم اكتشاف أجهزة مماثلة في الحفريات الأثرية التي عثر عليها بالقرب من
بغداد
وهذا يعني أن الفرس القدماء ربما استخدموا أيضًا شكلاً مبكرًا من البطاريات لتوليد طاقة كهربية
أيضًا في عام 1600 استخدم الطبيب الإنجليزي ويليام جيلبرت الكلمة اللاتينية “electricus” لوصف القوة التي تمارسها بعض المواد عند حكها ببعضها البعض.
وبعد بضع سنوات ، كتب عالم إنجليزي آخر ، توماس براون، عدة كتب واستخدم كلمة “كهرباء” لوصف أبحاثه التي بناهاً على عمل جيلبرت.
أما الكهرباء كما نعرفها اليوم فقد استغرق اكتشافاها وكشف أسرارها ما يقرب من 270 عامًا، ويتم احتسابها منذ أن اكتشف بنجامين فرانكلين الكهرباء حتى الاختراعات الحديثة التي نمتلكها اليوم من
السيارات
الكهربائية إلى أجهزة
الكمبيوتر
التي يتم شحنها بالضوء (تقنية Li-Fi).[1]
مراحل اكتشاف الكهرباء
عمل الكثير من الفيزيائين على اكتشاف وتطوير الطاقة الكهربية، وهذه هي أهم المحطات في اكتشاف الكهرباء:
بنجامين فرانكلين واكتشاف الكهرباء
في عام 1752 ، أجرى بنجامين فرانكلين تجربته الشهيرة بالطائرة الورقية التي أدت إلى اكتشاف الكهرباء كما نعرفها تقريبًا وتم وصفه بأنه مكتشف الكهرباء،
كان فرانكلين عالمًا أمريكيًا بارزًا وأحد الآباء المؤسسين لأمريكا، وفي تجربته ربط فرانكلين مفتاحًا بخيط
طائرة
ورقية أثناء عاصفة رعدية وأثبت أن الكهرباء الساكنة والبرق هما الشيء نفسه.
وبعد هذه النتيجة التاريخية ، كان الناس متحمسين لمحاولة تسخير قوة الكهرباء لهدف أساسي وهو إضاءة منازلهم بطريقة رخيصة وآمنة بدلاً من مصابيح الزيت والغاز القابلة للاشتعال والخطيرة.
أليساندرو فولتا
كان أليساندرو فولتا فيزيائيًا وكيميائيًا ورائدًا في العلوم الكهربائية وقد لعب فولتا دورًا هامًا في اكتشاف طرق استخدام الكهرباء،، واشتهر باختراعه للبطارية الكهربائية والتي أطلق عليها الناس اسم “الكومة الفولتية” في عام 1800. وباستخدام اختراعه تمكن العلماء من إنتاج تدفقات ثابتة من التيار الكهربائي لأول مرة ، مما أطلق العنان لموجة من الاكتشافات والتقنيات الجديدة.
وكان فولتا أول شخص عزل غاز الميثان، حيث يمكن أن ينفجر الميثان المكتشف الممزوج بالهواء باستخدام شرارة كهربائية وهذا هو أساس محرك الاحتراق الداخلي.
اكتشف فولتا أيضًا “الكهرباء الملامسة” الناتجة عن التلامس بين معادن مختلفة،وقام بكتابة كتب أول سلسلة كهربائية، والتي أظهر فيها ترتيب الفولتية التي يمكن أن تنتجها
المعادن
المختلفة في البطارية من الأعلى للأقل.
كما اكتشف أن الجهد الكهربائي في المكثف يتناسب طرديًا مع الشحنة الكهربائية، وتقديراً لمساهمات أليساندرو فولتا في تطوير الكهرباء تم تسمية وحدة قياس الجهد الكهربائي الفولت. [2]
مايكل فارادي واكتشاف الكهرباء
في عام 1831 م أدرك مايكل فارادي أنه يمكن إنتاج تيار كهربائي عن طريق تمرير مغناطيس عبر سلك نحاسي.
وفارادي هو عالم إنجليزي ولد بجنوب لندن عام 1791م، ولم يتلقى سوى
التعليم
الأساسي لأن أسرته لم تكن ميسورة، وقد عمل في تجليد الكتب وهو في الرابعة عشر من عمره، وقد مكنته تلك الوظيفة من قراءة عدد كبير من الكتب العلمية، وفي عام 1812 حضر فارادي محاضرات ألقاها الكيميائي همفري ديفي في المعهد الملكي فأعجب بأفكاره.
وأرسل له
رسالة
يطلب منه فيها أن يعمل معه كمساعد لكن همفري رفض في البداية، لكنه أرسل له ليعمل معه كمساعد كيميائي في المؤسسة الملكية عام 1813.
بعد ذلك ذهب فارادي مع همفري في جولة بعدة دول أوروبية التقى خلالها بمجموعة من العلماء المؤثرين في تلك الفترة، ثم عاد في عام 1815 وواصل العمل في المعهد الملكي وساعد ديفي وعلماء آخرين في تجاربهم، لكنه قام أيضًا بتجاربه الخاصة، حتى توصل لاكتشاف الدوران الكهرومغناطيسي، وقد نشر بحثه عن الدوران الكهرومغناطيسي وهو المبدأ الذي يعمل به المحرك الكهربائي عام 1821.
وفي عام 1831 توصل فارادي لاكتشاف الحث الكهربائي، شكل هذا الاكتشاف المذهل حجر الأساس للكهرباء اليوم وكيف نولدها ، من خلال المغناطيس وملفات الأسلاك النحاسية في محطات الطاقة الكبيرة، وبسبب هذا المبدأ ، ولد كل من المحرك الكهربائي (حيث يتم تحويل الكهرباء إلى حركة) والمولد (حيث يتم تحويل الحركة إلى كهرباء)، وهما الجهازين الذين ساعدا البشر في تحويل الكهرباء من مجرد أفكار إلى تقنية ملموسة يمكن توظيفها واستخدامها.
وكان فارادي مسئول عن صياغة العديد من المصطلحات التي تم استخدامها في مجال الفيزياء والكيمياء الكهربية مثل ” القطب” و” الكاثود” و” الأيون”.[3]
توماس أديسون واختراع المصباح الكهربي
تم اعتبار توماس أديسون كواحد من أعظم المخترعين الذين عاشوا على الإطلاق، لكنه لم يخترع الكهرباء كما يعتقد البعض، لكنه قد اخترع أول مصباح كهربائي متوهج في عام 1879م بناءًا على أبحاث فارادي، وهو المصباح الذي يصدر ضوء أصفر دافئ ويظل متوهج لساعات والذي لا يزال قيد الاستخدام حتى يومنا هذا.
نتيجة لهذا الاختراع أصبحت صناعة الإضاءة بالغاز بأكملها عفا عليها الزمن وبدأ إديسون في إنشاء شركته الخاصة لتصنيع وتوزيع اختراع المصباح الكهربائي الخاص به في كل ركن من أركان أمريكا، كما أنه أضاء
الشوارع
بمصباحه الكهربائي لأول مرة في العالم.
صامويل أنسول وإنشاء شبكات توزيع الكهرباء الحديثة
ينسب الفضل في انتشار مرافق الكهرباء العامة إلى صموئيل إنسول (1859-1938) ،فبينما كان يمكن توليد الكهرباء ونقلها ، كان لابد من استخدامها لحظة استهلاكها لأن التخزين مكلف للغاية وله فائدة محدودة.
ولذلك رأى أنسول فرصة في أوائل القرن العشرين للجمع بين الكفاءة في الإنتاج والاستهلاك، فقام بدمج جميع المولدات الصغيرة واختار توليد الكهرباء بواسطة مولدات أكبر وأكثر كفاءة صنعتها شركة جنرال إلكتريك، وقد ساهم في توسيع شبكة عملاء شبكة الكهرباء.
وقام بوضع تسعيرة جديدة للكهرباء، وكان أحد هذه الخطط هو مخطط ذروة الطل، حيث كان على العملاء الذين طلبوا الكثير من الكهرباء في فترة زمنية
قصيرة
دفع رسوم ثابتة بالإضافة إلى رسوم الاستخدام النموذجية.