Discovery Channel: Understanding Electricity

يجب علينا جميعا الإنصياع لقوانين الفيزياء

"حتى لو كنت "الملك -الفيس بريسلى-

. أنها القوة التى تستطيع تحويل الظلام إلى ضياء

. تعطى الحياة ، أو تسبب الموت

كل هذا جزء من غموض و سحر الكهرباء

فهم الكهرباء -

... منذ وقت طويل و حتى قبل أن نعرف كنهها

منذ وقت طويل حتى قبل أن نسخرها

كانت الكهرباء تمر عبر أجسادنا هابطة من السماء

و هكذا، هناك دائما تيار كهربى يمر للأرض من العواصف الرعدية

.كما يمر التيار حتى و لو لم توجد عواصف رعدية

و فى هذه العملية ، يتولد

.مجال كهربى فى الجو

... حينما نمشى

فإن فرق الجهد بين رأسك و أطراف أصابعك

. حوالى 200 أو 300 فولت

ولا أحد يلاحظ ذلك ، لأننا نشأنا فيه

و لكن إذا ما كان هناك فرق جهد كافى

... بين السحاب و الأرض

يكون من الصعب عدم ملاحظة ذلك

أحد الأشخاص الذين فتنتهم تلك الظاهرة كان "بنيامين فرانكلين"

كان "بين فرانكلين" شخصاً ذكيا بالفعل

كان أحد أوائل الذين أجروا التجارب

. على الكهرباء

..فى الحقيقة ، كان هو من إبتكر تسميات

"الشحنات الموجبة" و "الشحنات السالبة"

هذه الأيام ، حلت التكنولوجيا المتقدمة محل طائرة "بن فرانكلين" الورقية

فى وسط شمال فلوريدا

يستجمع العلماء الصواعق إلى الأرض

بإستخدام صاروخ و سلك

يمكننا أن نجعل السحب تنتج صواعق

و نوجه تلك الصواعق أينما نريد لإجراء الإختبارات

.لم يكن هذا متاحاً من قبل

إنهم يقومون بتوجيه الصواعق لتضرب نماذج للبيوت و خطوط الكهرباء

لكى يفهمون ماذا يحدث عند الصدمة

ان إطلاق الصاروخ يعطى الفرصة لتجربة مُسيطَر عليها

"أكثر من أى شئ حلم به "بن فرانكلين

حسنا ، و نحن نفعل أشياء مماثلة

هو لم يكن يعلم بأن الصاعقة ستضرب طائرته الورقية

و كان يعتقد أن لو ضربت الصاعقة طائرته الورقية

. فلن يحدث له شئ

حسناً، هنا كان مخطئاً ، لو ضربت الصاعقة الطائرة الورقية

فلربما كان فى عِداد الأموات،مثله مثل العديد ممن يطيرون تلك الطائرات

لقد قامو بإعداد صاروخ و إطلاقه فى قلب السحابة الرعدية

و من مؤخرة الصاروخ تنفك بكرة من سلك نحاسى

مما يصنع طريقاً لمرور الصاعقة

هناك قدر من الإثارة و التوتر قبل أن تضغط الزر

و يتلو ذلك قدر من حبس الأنفاس لثانيتين

حينما يحلق الصاروخ

لا يوجد شئ يشابه ذلك

و إحساس النجاح رائع للغاية ، فنحن كما تعلم

نفعل تلك العملية

من عشرين إلى خمس و عشرين مرة فقط فى الصيف

.لذلك فكل مرة هى شئ هام حقا

يشبه الأمر مانعة صواعق يوجهها صاروخ

ما إن يتم إطلاق الصاروخ مثبتا به السلك

فأن الصاعقة تضربه

و فى لحظة ، يتجه التيار الكهربى للصاعقة متجها إلى أسفل

محللاً السلك إلى بخار أخضر اللون

كمية التيار التى تتدفق فى السلك حوالى 50 ألف أمبير

قارن ذلك بكمية التيار فى أسلاك منزلك و التى تبلغ 10 امبير فقط

درجة حرارة الصاعقة الكهربية

تزيد عن 50 ألف درجة فهرنهيت "أكثر من 27 ألف درجة مئوية"

و هو ما يزيد عن ستة أضعاف درجة حرارة سطح الشمش

كل تلك الحرارة و الضوء تتولد عن طريق كمية هائلة من الإلكترونات

.التى تُجبر على الحركة

نواة الذرة لها شحنة موجبة

الإلكترونات التى تدور حولها لها شحنة سالبة

حينما يتدفق التيار الكهربى ، تبتعد الإلكترونات عن الذرة

و تتحرك بحرية

الكهرباء هى تدفق الشحنات الكهربية

و معظم تلك الشحنات تتحرك كإلكترونات

حينما يكون هناك وفرة من الإلكترونات ، تكون شحنة الكلية

للجسم سالبة

تقوم الطبيعة بعمل التوازن بوجود الذرات الموجبة فى مكان اّخر

"يقاس فرق الجهد بين الشحنات بوحدة "الفولت

التيار الكهربى ، سواء كان ناتج عن شحنة ساكنة او صاعقة كهربية

.هو عبارة عن إلكترونات تتحرك من السالب إلى الموجب

يبدو أنه من السهل أن تصنع شرارة أو صاعقة كهربية

. عن أن تمنع حدوثها

حينما يوجد إحتكاك بين مادتين مختلفتين

.تتولد شرارة كهربية

و الطريق الذى تسلكه الإلكترونات المتحركة يتوقف على نوع المادة

. التى يتدفق خلالها التيار

جسم الإنسان يمكن أن يكون موصلا للتيار ، و لكن ليس بشكل جيد

ليس كقطعة نحاس

يوجد فى النحاس الكثير من الإلكترونات ذات الروابط الضعيفة

"و لذلك هو "موصل جيد للكهرباء

فى حين أن إلكترونات الصلصال و المطاط مرتبطه بشكل محكم

بذراتها فلا تستطيع توصيل الكهرباء

"لذا يطلق عليها "مواد عازلة

تحرك الإلكترونات من مكانها أساسا

"هو نتيجة لقوى طبيعية تعرف بـ"الكهرومغناطيسية

حضارتنا التكنولوجية توجد نتيجة لأن الكهرباء

.تستطيع توليد المغناطيسية

.و المغناطيسية تستطيع توليد الكهرباء

يرجع الأمر إلى حقيقة أنه لدينا قوتان

موجودتان فى العالم

"نطلق عليهما إسم الكهرباء أو "الكهرومغناطيسية

"تلكما القوتان هما "القوى الكهربية" و "القوى المغناطيسية

الشحنات الأساسية هى شحنات موجبة و أخرى سالبة

لكى نرى هذه القوى أثناء عملها

إتجه للقطب الشمالى و أنظر للسماء

تلك الظاهرة الضوئية التى تحدث فى الشمال هى نتيجة

لتيارات كهربية ذات طاقة ضخمة من الشمس

يلتقطها و يوجهها المجال المغناطيسى للكرة الأرضية

!! هذه كهرباء بالخارج هنا

... خمسة ، أربعة ، ثلاثة ، إثنان ، واحد

و أنطلقنا إلى الفضاء . مكوك الفضاء كولومبيا يستمرفى البحث

. فى الفضاء عن طريق الأقمار الصناعية ذات التقنية الحديثة

فى 25 فبراير 1996 ،قامت وكالة الفضاء الأمريكية و علماء

إيطاليون بمحاولة جريئة لتسخير القوى الموجودة فى الجو

.و قد نجحوا بتوليد الكهرباء بإستخدام قمر صناعى و سلك

. لقد نجح الأمر، تأكدوا من بقاء الأمر كذلك نعم -

كانت المهمة عبارة عن جزء من تجربة جديدة

لسحب الأقمار الصناعية فى الفضاء

و كانت تلك التجربة مبنية على مبدأ بسيط

إذا حركت موصل كهربى فى مجال مغناطيسى

.ستبدأ الإلكترونات بالتدفق

. و هذا سيولد تيار كهربى يمكن أن يمر فى الدائرة

تم إطلاق القمر الصناعى إلى الفضاء بواسطة صواريخ نفاثة صغيرة نسبياً

. و بدأ فك سلك طوله 13 ميل

إذا ربطت سلك بهذا القمر الصناعى يصبح لديك الآن سلك

.يتحرك فى مجال مغناطيسى

.و المجال المغناطيسى فى هذه الحالة هو المجال المغناطيسى للأرض

.و الحركة هى الحركة السريعة جدا للقمر الصناعى

.فى المدار حول الأرض

هذه الحركة للسلك فى مجال الأرض المغناطيسى

.تولد 3500 فولت

و هى طاقة كافية لتشغيل القمر الصناعى

. حسنا ، معدل الشد يقل لكن الأمور جيدة

يوجد بعض التذبذب الجانبى المنخفض

.هذا القمر الصناعى يبدو واضحا من الأرض

.و هو واحد من أكبر الأشياء التى صنعها الإنسان و أرسلها للفضاء

لخمسة ساعات إنطلق القمر و السلك عبر المجال المغناطيسى للأرض

مولداً الكثير من الكهرباء

كيف الوضع الاّن؟

.إنقطع سلك الشد و هو ينطلق بعيداً عنا

... من فضلك راقبها على الشاشة

.أنقطع السلك

. عُلم

. نحاول الآن تصويره و هو يبتعد

كان السلك يولد الكثير من الكهرباء

لدرجة أنه حدثت شرارة كهربية بين السلك و بين نظام السحب

مما تسبب فى حرق السلك

ستحاول "ناسا" تكرار التجربة مرة ثانية

لأنها قد تؤدى إلى نظام جديد للطاقة ذو إعتمادية أكثر

. لمحطات الفضاء

مما يساعد على تفادى مواقف مثل حادث مرآة مكوك هابل

نحن الآن نفكر فى لو أستطعنا أن نوجه

التيار الكهربى للإتجاه المضاد فى القمر الصناعى

إذا إستطعنا أن نُجبر التيار الكهربى على الذهاب فى الإتجاه الآخر

.سيصبح آلة دافعة

و نحصل بذلك على مركبة فضاء بدون وقود دافع ، و بذلك

ربما أصبح الجيل القادم من رواد الفضاء يستخدمون معدات دافعة

. بدلا من المعدات الحالية ذات الوقود

. كأنها سفينة "ستار تريك" الفضائية ، لو صح التعبير

. نحن نلاحظ الكهرباء عند إنقطاعها

فى 13 يوليو عام 1977 حدث أنقطاع عام للكهرباء فى مدينة نيويورك

. و لمدة 25 ساعة عاش سكان نيويورك بدون كهرباء

. أو مصاعد ،أو أجهزة إنذار

. ضربت صاعقة كهربية خطوط الكهرباء شمال المدينة

و فشلت أنظمة المساندة فى شركة الكهرباء

.. يتطلب الأمر الكثير

.لتستمر الكهرباء فى العمل ، ليست فقط الآلات ، بل و أيضا الأيدى العاملة

. و يتطلب الأمر الكثير من الأموال لصيانة تلك الأنظمة

. شركات الكهرباء لابد و أن تقوم بصيانة خطوطها

فى الولايات المتحدة الأمريكية ، 98% من المنازل و الشركات

.تتلقى الطاقة من شبكة كهرباء ضخمة

متصلة بشبكة من خطوط الطاقة

خطوط الطاقة تلك عبارة عن أسلاك كهربية "حية" ، تحمل نصف مليون فولت

. يقوم "عمال الأسلاك" بفحص و إصلاح كل جزء من تلك الشبكة

!! عادة "بدون" فصل الكهرباء عن الخطوط

نعم يا "بل" ،كنت سأقوم بإلتفاف تدريجى لليسار

ثم للأمام بإتجاه خط الكهرباء

هذا أحد أخطر الأساليب و يستخدم للعمل على

.خطوط الضغط الفائق

أحس بأنه خطر جدا لأنك تمزج بين الطيران

و الكهرباء

أولا: أنت تعتمد على الهليكوبتر

يجب أن تكون ميكانيكيا بحال ممتازة

. لو حدث خطا ميكانيكى ، ستسقط من السماء كحجر

. لو أخطأ أحد العاملين على الخط ، ستتبخر

هؤلاء الرجال و الطيار يعملون فى شركة Agrotors Incorporated

إحدى الشركات القليلة التى تعمل هذه العمليات

. و لديها أفضل سجل أمن صناعى من بين الشركات الأخرى

يوجد عمال الأسلاك هؤلاء فى جميع أنحاء الولايات المتحدة

إنهم يخاطرون بحياتهم كل يوم لضمان تدفق الطاقة

تم إبتكار "الزواج الخطر" بين الهليكوبتر و خطوط الطاقة

لتوفير الوقت و المال

.. الإصلاحات التى تأخذ أياماً من العمال العاديين

ساعات فقط Agrotors تأخذ من شركة

بل".. نحن نبحث عن رقم البرج الصحيح "-

و من ثم سنرجع ثانية لبرج أو إثنان -

حينما نجده -

قد يحدث أحياناً أن نقترب جدا

من خط كهرباء و شجرة

ستمر الكهرباء عبرنا جميعا

و يمكن هكذا أن نسبب دائرة قصر "قفلة كهربية" على خط الكهرباء

.و نقتل أنفسنا