للطاقة الكهربائية تاريخ عريق و كبير طرحت فيه العديد من الابحاث و الدراسات العلمية القديمة و الحديثة نظرا لتعدد اشكالها و خصائصها فلم يتوقف دور الكهرباء على انها مصدر للطاقة فقط لكن ظهرت العديد من الظواهر الكهربائية التي جعلت لدورها اهمية كبرى اتجاه الوسط الكهربائي المحيط بها و من اهم تلك الظواهر هي ظاهرة تكثيف الكهرباء حيث اكتشف لتلك الظاهرة عدة عوامل ساعدت على تطوريها من اهم تلك العوامل هي قارورة ليدن

قارورة ليدن :

هي نوع من مكثفات الطاقة الكهربائية حيث تم اختراعها للحفاظ على الطاقة داخل الدوائر الكهربائية و تتكون من قارورة زجاجية تحفظ الماء بداخلها حيث يخترق الماء مسمار طويل متداخل عن طريق فتحة ضيقة في القارورة حيث اذا وصل المسمار نحو الشحنة الكهربائية الساخنة و بعد ذلك تم فصله ستحتفظ القارورة تلك الشحنة بداخلها لمادة طويلة

كيفية عمل و انشاء قارورة ليدن :

.

تم اختراع و انشاء قارورة ليدن من قبل العالم الالماني ايفالد يورجن و العالم بيتر فان عام 1744 و جاء انشائها في جامعة ليدن حيث اكتشف ان تفريغ الكهرباء الساخنة يتساوى مع التيار الكهربائي و من خلال تلك التعادل ظهرت الخاصية السعوية في المكثفات الكهربائية

.

تم وضع كمية من الماء في قارورة صغيرة الحجم هذه القارورة مغطاه برقائق القصدير من الداخل و الخارج يخرج من فوهة القارورة قضيب مصنوع من المعدن و في نهايته مقبض و يتم شحنه بالكهرباء التي تتولد من الألة الكهربائية فيعمل المكثف على الأحتفاظ بها فعند لمس تلك القضيب المعدني حتى لو عن طريق الصدفة ستحدث صدمة كهربائية عنيفة

.

تم قياس قوة الكهرباء من خلال المكثف عن طريق رفع وزن ما في طرف مسطرة ميزان حيث يحتفظ الطرف الاخر بموضع كهربائي ثم يتم سحبها بقوتها الجاذبة كما اجريت عدة تجارب للتأكد من سرعة الكهرباء من خلال المكثفات لاثبات امكانية نقل الاشارات الى اماكن اخرى عن طريق الكهرباء و هذا عن طريق استخدام سلك معزول يستخدم لارسال الاشارات من طرف هذا السلك لتظهر تلك الأشارات في الطرف الاخر

.

ظهرت تجارب متعددة و اشكال اخرى لتلك القارورة و كانت تلك التجارب تتضمن ارسال الصدمات الكهربائية للتأكد من التأثيرات الفسيولوجية للكهرباء و توسعت تلك التجارب الي ان تم استخدامها على الانسان حيث اثبت التجارب ان كل من تعرض لتلك الصدمات الكهربائية قد تم فقد توازنهم و بالتالي توصلوا الي ان الكهرباء سريعة التفريغ

الأدوات المطلوبة لصنع قارورة ليدن :

.

مسمار حديد مقاوم للصدأ مصنوع الألومنيوم

.

قطع من الأسلاك الكهربائية

.

جرة بلاستيكية او زجاجية ذات غطاء لها

.

ورق معدني مصنوع من الألومنيوم و هو ما يسمى بورق القصدير

.

قليل من الماء و الملح

.

شريط لاصق

طريقة صنع قارورة ليدن :

اولا كساء الجرة ..

تقص قطعة من ورق القصدير من اجل وضعها حول الجرة الزجاجية و يقص الورق الزائد من جوانب الجرة و يفرد الورق المعدني و يملس لجعله قطعة متساوية دون تجاعيد

ثانيا تجهيز الغطاء ..

يتم استخدام مثقاب لصنع فتحة في غطاء الجرة و من ثم يتم تمرير المسمار في الفتحة ليصل لعمق كافي و ذلك ليمس الماء الذي سيتم وضعه في الجرة و لكن يجب ان لا تمس راس المسمار لغطاء الجرة كما يجب ان يكون المسمار متناسب و متناسق مع فتحة الغطاء و ان لم يكن متناسب يتم سد الفراغ بأستخدام الصمغ و احاطة المسمار من خلاله

ثالثا وضع الماء ..

يتم ملء الجرة بالماء الدافىء الي انتهاء طرف ورقة القصدير ثم يوضع كمية قليلة من الملح في الماء و ذلك بمقدار معلقتين او ثلاث معالق صغيرة يقفل الغطاء على تلك الجرة و يتم وصل سلك الي ورق القصدير

شحن قارورة ليدن :

اولا ..

اذا استخدمت كمكثف ساكن فيتم شحنها بأستعمال الشحنة الساكنة من خلال مولد الشحنات الساكنة ثم توصل الشحنة عن طريق ربطها بالمسمار يظل الربط متواجد لفترة قليلة و من خلال هذا سيتم الشحن و يستعمل السلك كمخرج على ورق القصدير

ثانيا ..

اذا استخدمت كمكثف دي سي يتم ربط الطرف السالب بالمسمار و الطرف الموجب بورق القصدير مما يتم من خلاله عمل مكثف استقطاب و يتم ربط البطاريات بطريقة موازية و يشحن بعد ذلك

فوائد المكثفات الكهربائية :

.

اختزان الطاقة الكهربائية في شكل شحنات و استخدامها في الدوائر الكهربائية و الألكترونية

.

استخدام الدوائر في الحاسبات و الساعات الرقمية و الأجهزة الالكترونية صغيرة الحجم

.

تستخدم في الصناعة من اجل توليد الكهرباء

.

تستخدم لانتقاء محطات الاذاعة و التلفاز نظرا لانها متغيرة السعة