من مكتشف الكهرباء، يعتقد البعض أن بن فرانكلين كان أول من اكتشف الكهرباء، ولكن كما سنتعلم لاحقًا في هذه المقالة، فإن تجربته الشهيرة التي تنطوي على طائرة ورقية ومفتاح أظهرت في الواقع أن البرق هو شكل من أشكال الكهرباء، تم التعرف على الكهرباء كظاهرة فيزيائية قبل فرانكلين بآلاف السنين.
من مكتشف الكهرباء
ما هي الكهرباء
- تشير الكهرباء ببساطة إلى حركة الإلكترونات عبر مادة موصلة، مثل الأسلاك النحاسية، تُعرف القوة المطبقة على الإلكترونات لدفعها عبر السلك الموصل بالجهد، ويُعرف معدل تدفق الإلكترونات بالتيار.
- إذا تخيلت السلك الموصّل كأنبوب يمكن أن يتدفق الماء من خلاله، فإن الجهد هو الضغط المطبق لجعل الماء يتدفق بينما التيار هو مقدار الماء الذي يتدفق عبر الأنبوب كل ثانية.
- في المعادن، تتمتع الإلكترونات بحرية الحركة ، مما يجعلها موصلات رائعة للكهرباء، ومع ذلك، فإن بعض المواد لا توصل الكهرباء – فهذه عوازل.
- ومع ذلك، هناك حالات يمكن أن يحمل فيها العازل شحنة كهربائية، إذا قمت بفرك مادتين عازلتين مختلفتين معًا، مثل بالون وطائر، فسوف تنتقل الإلكترونات من العبور إلى البالون، الذي يتم تحميله بشحنة سالبة، يُعرف تراكم الإلكترونات على العازل بالكهرباء الساكنة – إذا لمست البالون، يمكنك أن تشعر بصدمة خفيفة.
من مكتشف الكهرباء
- تم اكتشاف الكهرباء وفهمها من قبل العديد من العلماء، حصل بنجامين فرانكلين على الفضل في اكتشاف الكهرباء.
- في عام 1752، أجرى بنجامين فرانكلين تجربة باستخدام طائرة ورقية ومفتاح في يوم ممطر.
- أراد إثبات العلاقة بين البرق والكهربا، طار الطائرة الورقية مربوطة بمفتاح أثناء العاصفة الرعدية، كما توقع، انتقلت الكهرباء من السحب العاصفة إلى المفتاح وأصيب بصدمة.
- بعد الكشف عن تجربة فرانكلين، بدأ العديد من العلماء في البناء على عمله، وبدأوا في دراسة وفهم مفهوم الكهرباء.
- وجد العلماء دليلاً على أن القدماء قد جربوا الكهرباء قبل وقت طويل من اكتشاف فرانكلين للكهرباء، ففي عام 600 قبل الميلاد، وجد الإغريق القدماء كهرباء ثابتة عن طريق فرك الفراء على العنبر.
- في عام 1600، استخدم الطبيب الإنجليزي ويليام جيلبرت كلمة “electricus” لشرح القوة بين الأجسام عند فركها ببعضها البعض.
- كان أول تطبيق عملي للكهرباء هو اختراع الدينامو الكهربائي بواسطة مايكل فاراداي في عام 1831، وقد أحدث هذا ثورة كهربائية حول العالم.
- اخترع توماس إديسون المصباح الكهربائي في عام 1878، في أواخر القرن التاسع عشر، اخترع نيكولا تيسلا التيار المتردد والمحرك التعريفي.
اقرأ أيضا: من هو مخترع الكهرباء
بنجامين فرانكلين وتجربته بالطائرة الورقية
- لقد تعلم الكثيرون في المدرسة الابتدائية أن بنجامين فرانكلين، الأب المؤسس والمخترع الشهير، اكتشف الكهرباء بربط مفتاح بطائرة ورقية أثناء وقوفه في عاصفة رعدية.
- ومع ذلك، هذا ليس صحيحًا على الإطلاق. لم يكن فرانكلين أول عالم يدرس الجسيمات المشحونة ولم يشرع في اكتشاف الكهرباء، سعت تحقيقاته فقط لإثبات أن البرق كان شكلاً من أشكال الكهرباء الساكنة.
- خلال منتصف القرن الثامن عشر، قبل أن يشرع في تجربته الشهيرة، كان فرانكلين يلعب بأنابيب الكهرباء التي أعطاها له صديقه بيتر كولينسون.
- في أعقاب هذه التجارب، افترض فرانكلين أن الإضاءة كانت “شرارة كهربائية هائلة”، واقترح تجربة باستخدام قضيب مرتفع “لسحب النار الكهربائية” من السحابة.
- وإدراكًا منه جيدًا للمخاطر التي ينطوي عليها الأمر، ذكر فرانكلين أيضًا في إحدى رسائله إلى كولينسون، أن أي شخص مشارك في مثل هذه التجربة، يجب أن يراقب الظاهرة في حماية حاوية تشبه صندوق حراسة الجندي.
- وصلت نظريات فرانكلين إلى أوروبا، حيث استخدم الفرنسي توماس فرانسوا ديليمبارد قضيبًا عموديًا طوله 50 قدمًا لجذب “السائل الكهربائي” (البرق).
- كان ناجحًا في 10 مايو 1752 في باريس، في يوليو، نجح الإنجليزي جون كانتون في تكرار التجربة.
- في وقت لاحق ، توصل الكيميائي الروسي ميخائيل لومونوسوف أيضًا إلى نفس النتيجة بعد تجربته الخاصة.
- أجرى فرانكلين، غير مدرك على ما يبدو لهذه التطورات عبر البركة نسخته الخاصة من التجربة خلال عاصفة رعدية في يونيو 1752 في فيلادلفيا.
- وقف في الخارج تحت ملجأ بينما كان ممسكًا بطائرة ورقية حريرية بمفتاح مربوط بها، عندما ضرب البرق، انتقلت الكهرباء إلى أسفل المفتاح وتم جمع شحنتها في وعاء – وهو مكون كهربائي قديم يخزن شحنة كهربائية عالية الجهد ويمكن إطلاقها في وقت لاحق.
- يعتقد الكثيرون أن الطائرة الورقية جمعت بالفعل شحنة كهربائية من الغلاف الجوي ولم تصبها البرق مباشرة – وإلا، كان من الممكن أن يكون فرانكلين نخب ذلك اليوم المشؤوم.
- ومع ذلك، لم يكتشف فرانكلين الكهرباء، لم يكن حتى أول من أجرى تجربة تظهر أن الإضاءة هي كهرباء وكتب عن النتائج، ومع ذلك، يُنسب إليه باعتباره أول عالم وضع الفرضية والظروف التجريبية.
اقرأ أيضا: من هو مخترع المصباح الكهربائي
أول الاستخدامات العملية للكهرباء
- بعد الكشف عن تجارب فرانكلين، ازدهر العلم في جميع المجالات، بما في ذلك الكهرومغناطيسية.
- في عام 1800، اكتشف طبيب إيطالي يُدعى لويجي جالفاني أنه عندما لمس ضفدع نوعين مختلفين من المعادن، اهتزت ساقه.
- بناءً على هذه النتائج، خلص نظيره أليساندرو فولتا إلى وجود نوع من الجهد الكهربائي بين الصفيحتين المعدنيتين، مما يتسبب في تدفق الشحنات الكهربائية عبر ساق الضفدع.
- استخدم فولتا هذه البصيرة لابتكار أول بطاريات حديثة، تكريما له، نسمي بعده إحدى خصائص الكهرباء أو الجهد الكهربائي (أو الجهد ).
- وفي عام 1808، يرجع الفضل إلى همفري ديفي في اختراع أول “مصباح قوس” فعال، وهو قطعة من الكربون تولد الضوء عند توصيلها بالبطارية، اخترع ديفي أول مصباح كهربائي .
- في عام 1820 ، أكد كل من هانز كرستيان وامبير العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية، يعتبر أمبير، عالم الرياضيات والفيزياء الفرنسي، والد الديناميكا الكهربية.
- في وقت لاحق، في عام 1826، حدد جورج أوم العلاقة بين القوة والجهد والتيار والمقاومة في “قانون أوم”.
- عام 1831، اخترع مايكل فاراداي الدينامو الكهربائي – وهو في الأساس مولد طاقة خام – يستخدم مغناطيسًا يتحرك داخل ملف من الأسلاك النحاسية، مما ينتج عنه تيار كهربائي ضئيل.
- مهد هذا الطريق لثورة كهربائية في جميع أنحاء العالم، في عام 1878، كشف المخترع الأمريكي توماس إديسون عن أول مصباح كهربائي متوهج عملي يمكنه توليد ضوء لساعات متتالية.
- لاحقًا، في أواخر القرن التاسع عشر، كان المخترع الأمريكي الصربي نيكولا تيسلا رائدًا في العمل بالتيار المتردد والمحرك الحثي ونظام التوزيع متعدد الأطوار.
