الکتریسیته چطور کار می نماید؟ (به زبان ساده) - آسانسور

به گزارش آسانسور، الکتریسیته چیزی است که ما هر روزه در حال استفاده از آن هستیم، از شارژ کردن گوشی موبایل تا لذت بردن از یک حمام آب گرم بعد از باشگاه! با این حال، بسیاری از ما احتمالاً نمی توانیم به این سؤال پاسخ دهیم که الکتریسیته چگونه کار می نماید؟ با توجه به همین دغذغه هم در این مقاله، کوشش می کنیم تا به شما درک روشنی از چیستی الکتریسیته دهیم و در کنار آن از حقایق جالبی حول این حوزه پرده برداریم.

برق یا الکتریسیته چیست؟

مفهوم الکتریسیته بر اساس حرکت الکترون ها پایه گذاری شده است. درواقع هنگامی که الکترون ها را مجبور به حرکت همزمان می کنید، گرما فراوری می شود، در چنین حالتی مفهوم جاری شدن الکتریسیته رخ می دهد. به همین خاطر هنگامی که الکتریسیته در یک مکان جمع می شود، به عنوان الکتریسیته ساکن شناخته می شود و هنگامی که الکتریسیته از یک مکان به مکان دیگر منتقل می شود، الکتریسیته جاری نام می گیرد. با توجه به همین شرح هم وقتی در خصوص نحوه کار الکتریسیته صحبت می کنیم، اساساً نتیجه تجمع یا حرکت تعداد خاصی از الکترون ها را آنالیز می کنیم. حال اجازه دهید نحوه کارکرد الکتریسیته را با یک مثال معین تر کنیم.

تصور کنید وارد اتاقی می شوید و کلید برق را می زنید، تا چراغ اتاق روشن شود. با این کار شما دقیقا چه کاری انجام داده اید؟ شما اساسا یک مدار را بستید تا الکترون ها بتوانند در سیم ها جاری شوند. با اعمال همین منطق، وقتی یک کلید را خاموش می کنید، یک مدار را باز می کنید. درواقع با خاموش کردن کلید جلوی جاری شدن الکترون های اتم مس (در سیم های مسی) را می گیرید. به همین ترتیب، زمانی که تلفن خود را شارژ، تلویزیون را روشن یا با هر وسیله دیگری کار می کنید، منطق مشابهی اعمال می شود.

الکتریسیته از کجا می آید؟

بسیاری از مردم نمی دانند که الکتریسیته در واقع یک منبع انرژی ثانویه است، به این معنی که شما از تبدیل سایر منابع اولیه انرژی مانند گاز طبیعی، زغال سنگ، انرژی هسته ای، نفت و غیره آن را به دست می آورید. جالب اینجاست که این منابع اولیه انرژی می توانند تجدیدپذیر یا تجدیدناپذیر باشند، اما خود الکتریسیته در هیچ یک از این دو دسته قرار ندارد. الکتریسیته مفهومی است که در دل بلوک های ساختمانی ای به نام اتم قرار گرفته است، به همین علت هم شما باید نحوه رفتار اتم ها و از همه مهم تر نحوه رفتار الکترون ها را بدانید.

هر اتمی دارای هسته ای است که از پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده است. در عین حال الکترون ها ذرات باردار هستند که در خارج از هسته و به دور هسته می چرخند. از آنجایی که پروتون ها دارای بار مثبت و الکترون ها دارای بار منفی هستند، این دو ذره یکدیگر را جذب می نمایند. همین نیروی جاذبه بین این دو ذره هم، هر دو بار را برابر هم نگه می دارد که به نوبه خود تعادل اتم را حفظ می نماید.

درک رابطه بین پروتون ها و الکترون ها

به طور کلی الکترون های یک عنصر می تواند در لایه های مختلفی در اطراف هسته بنشیند. به همین خاطر طبیعی است که الکترون های موجود در بیرونی ترین لایه در مقایسه با الکترون های لایه های نزدیک، جاذبه ضعیف تری برای پروتون ها دارند. بنابراین الکترون هایی که تحت تاثیر جاذبه ضعیف تری از طرف هسته هستند می توانند از مدار خارج شوند، که به نوبه خود باعث می شود بتوانند از یک اتم به اتم دیگر جا به جا شوند. جای تعجب نیست که همین الکترون های متحرک هستند که الکتریسیته را می سازنند. اگرچه به زبان بسیار ساده می توان اشاره نمود که الکتریسیته از الکترون ها ساخته شده است، اما از نقطه نظر فنی، این جریان بار الکتریکی است که به عنوان شکلی از الکتریسیته، عامل ایجاد جریان الکتریکی به شمار میرود.

زمانی که الکترون ها از یک مکان به مکان دیگر می روند یا به عبارتی دقیق تر در مدار گردش می نمایند، انرژی الکتریکی را مانند مورچه هایی که غذا (برای الکترون بار الکتریکی منفی) را حمل می نمایند از مکانی به مکان دیگر انتقال می دهد. هنگامی که ساختار سیم یا هر وسیله ای باعث شود الکترون به راحتی به وسیله آن حرکت کند، الکتریسیته می تواند به وسیله آن منتقل شود. در حالت کلی فلزاتی مانند مس دارای الکترون های آزاد هستند که به اتم های اصلی آن ها اتصال محکمی ندارند، به همین علت هم این الکترون ها در سراسر ساختار مس آزادانه جریان پیدا می نمایند. از طرفی در چیزهایی مانند پلاستیک که نارسانا است، الکترون ها اتصال محکم تری به اتم های ماده دارند، در نتیجه، برق از پلاستیک عبور نمی نماید.

برق با چه سرعتی حرکت می نماید؟

برق با سرعتی نزدیک به نور حرکت می نماید! جالب است بدانید که الکتریسیته با سرعتی نزدیک به نور حرکت می نماید که در مجموع به 670616629 مایل در ساعت می رسد. به منظور درک بهتر این موضوع باید بدانید که 670,616,629 مایل در ساعت معادل با 300 میلیون متر در ثانیه است! همانطور که در بخش قبلی هم اشاره شد، همه چیز از جمله رقم خوردن چنین سرعتی برای حرکت الکتریسیته، به الکترون ها و ایجاد جریان الکتریکی بستگی دارد.

رعد و برق و تخلیه الکتریکی چیست؟

همانطور که احتمالا بارها و بارها شنیده اید، رعد و برق به وسیله یک جریان الکتریکی بزرگ ایجاد می شود. درواقع اگرچه ممکن است این طور به نظر برسد که ابرها به طور مسالمت آمیز در آسمان حرکت می نمایند، اما به طور فریبنده ای فعال هستند. در شرایط آب و هوایی متغیر، آب و یخ به وسیله جریان های هوای گرم در اتمسفر بالا می رود و سپس به وسیله گرانش به سمت پایین باز می شود. در طول چنین سفری، قطرات آب و یخ در ابرها فشرده می شوند و نه تنها در اطراف بلکه در داخل آن هم گردش می نمایند.

با گذشت زمان، به واسطه همین آب و یخ، در داخل ابرها بار الکتریکی ایجاد می شود و درست شبیه به زمانی که یک بادکنک را به موهای خود می مالید تا الکتریسیته ساکن در آن ایجاد شود، ابرها هم به همین شکل باردار می شوند. به طور کلی این توزیع بارها در یک روز عادی، هیچ مسئله ای ایجاد نمی نماید. با این حال، در یک روز طوفانی، بادهای متلاطم باعث جدا شدن بارهای الکتریکی می شود. با حرکت ابرهای بارانی در آسمان، بلورهای یخ درون آن ها به پایین می روند، در حالی که قطرات آب به سمت بالا می روند. بلورها بار منفی دارند، در حالی که قطرات آب بار مثبت دارند. جداسازی این بارها به ابر اجازه می دهد تا قدرت خود را افزایش دهد و پایان، وقتی بار الکتریکی به مقدار کافی بزرگ شد، به صورت یک رعد و برق به زمین برخورد می نماید.

با مغزتان یک لامپ کوچک را روشن کنید!

همانطور که احتمالا می دانید مغز از خود الکتریسیته فراوری می نماید. به این معنی که سلول های عصبی آن با پالس های کوچک الکتریسیته با یکدیگر ارتباط برقرار می نمایند که به وسیله تغییرات در غشای سلول های عصبی ایجاد می شود و به مولکول های باردار اجازه می دهد در پاسخ به سیگنال های شیمیایی به داخل و خارج سلول جریان پیدا نمایند. به عبارت دیگر، مغز برق خودش را خود فراوری می نماید. به بیان فنی تر مقدار پردازش مغز به علت فعالیت های الکتریکی ای که دارد به حدی است که می تواند با سرعت 240 کلیومتر بر ساعت اطلاعات را از همه نقاط بدن به مغز منتقل کند. این فعالیت های مغز در هنگام بیداری می تواند مقداری از الکتریسته را فراوری نمایند که با آن می توان یک لامپ کوچک را روشن کرد.

الکتریسیته اولین بار در سال 600 قبل از میلاد کشف شد!

گزارش های زیادی وجود دارد که مساله کشف الکتریسیته را به سال های مختلفی نسبت می دهد. با این حال، طبق آخرین تحقیقات قدمت کشف الکتریسیته به 600 سال قبل از میلاد در یونان باستان می رسد. درواقع برای اولین بار در دنیا این یونانی ها بودند که به این نتیجه رسیدند که با مالیدن تکه ای کهربا به چیزی مانند خز یا پارچه، می توانند شکلی از الکتریسیته ساکن را ایجاد نمایند. حتی جالب است بدانید که علاوه بر اکتشاف یونانی ها، تصور می شود که رومی ها هم از برق برای ساخت باتری استفاده می کردند. در دهه 1930، باستان شناسان مجموعه ای از گلدان هایی را کشف کردند که با ورقه های مسی پنهان در داخل آن طراحی شده بودند. کارشناسان معتقدند که رومی ها از این گلدان ها به عنوان منبع انرژی استفاده می کردند!

منبع: Just Energy