من الإلكترون إلى المصباح قصة مصورة بالكامل عن رحلة الكهرباء

اهلا بالجميع اليوم رح نتعمق في القوه الخفيه اللي تشغل عالمنا كله ممكن نعتقد اننا فاهمين الكهرباء لكن هل فكرنا يوما كيف اللمبه تولع في نفس اللحظه اللي نضغط فيها الزر مع ان الجسيمات اللي تنقل الطاقه هذه ابطا من السلحفاه خلونا نكتشف مع بعض الحقيقه المدهشه اللي مخباه داخل كل سلك هذا هو التناقض العجيب اللي رح نكشف سره اليوم اذا كانت الالكترونات يعني الجسيمات اللي تحمل الطاقه حرفيا تزحف طيب كيف توصلنا هذه الطاقه بسرعه تقارب سرعه الضوء؟ السر السر في شيء غير مرئي تماما عشان نفهم الموضوع لازم نتخيل اننا نصغر ونصغر لحد ما نوصل لحجم الذره يلا بينا نغوص جوه السلك ونشوف ايه اللي بيحصل بالظبط اول ما نضغط على زر النور في قلب كل القصه دي في بطلنا الخفي الالكترون الجسيمات الصغيره جدا هذه هي اللي عليها مدار كل شيء في الكهرباء كل شيء حرفيا كل شيء حوالينا الهواء اللي نتنفسه الكرسي اللي قاعدين عليه كله مكون من ذرات وحول الذرات هذه تدور الالكترونات حجمها صغير بشكل ما يتصدق لكن لما تتحرك مع بعضها بالمليارات تخلق قوه جباره قوه تقدر تشغل مدن كامله طيب خلونا نتخيل سرك النحاس مو قطعه مصمطه وبس لا تخيلوه كانه شبكه زحمه جدا من ذرات النحاس وبين الذرات هذه في سحابه ضخمه من الالكترونات الحره تسبح في كل مكان الالكترونات هذه كانها حشد من الناس كل واحد يتحرك في اتجاه على كيفه بدون اي هدف لكن لما نطبق قوه زي قوه البطاريه مثلا الحشد العشوائي هذا فجاه ياخذ امر بالحركه وكانهم كلهم يستدرون مره واحده ويبداوا يمشون في صف واحد في اتجاه واحد هذا هو اللي نسميه التيار الكهربائي وعشان تتخيلوا ضحامه الموضوع امبير واحد بس من التيار يعني انه في عدد من الالكترونات اكبر من كل حبات الرمل على كل شواطئ الارض يعدي من نقطه معينه كل ثانيه تخيلوا بس وهنا في قصه تاريخيه طريفه قبل ما نكتشف في الالكترونات اصلا كان بنجامين فرانكلين مخمن ان التيار يمشي من القطب الموجب للسالب بس تخمينه طلع غلط الحقيقه هي ان الالكترونات لانها سالبه تمشي من السالب للموجب لكن تقديرا لفرنكلين المهندسين الى اليوم يستخدمون طريقته في الرسومات يعني باختصار اللي نشوفه في المخططات الهندسيه هو عكس اللي بيصير في الواقع طيب كيف نتحكم في بحر الالكترونات الضخم هذا الموضوع بسيط في ثلاث قواعد اساسيه او قوى هي اللي تحكم التدفق كله وعشان نسهل الفكره خلونا نشبه الكهرباء بالنهر من الماء اول شيء عندنا الجهد او الفولت فكروا فيه كانه ضغط المويه في خرطوم الحديقه كل ما زاد الضغط زادت قوه الدفعه فالجهد هو بالضغط الدفعه الكهربائيه اللي تجبر الالكترونات انها تتحرك ثانيا عندنا التيار ويتقاس بالامبير هذا هو كميه الالكترونات اللي فعلا قاعده تتدفق لو نرجع لمثال المويه التيار هو كميه المويه اللي تطلع من الخرطوم كل ثانيه يعني هو مقياس لكميه الكهرباء اللي تتحرك واخر شيء المقاومه وتنقاس بالاوم هذه اي شيء يعيق التدفق في مثال خرطوم المويه ممكن تكون انبوب اضيق او في عوجه في الدائره الكهربائيه اللمبه هي افضل مثال للمقاومه هي اللي تبطئ التيار والاحتكاك هذا هو اللي يخليها تولع وتحول الطاقه الكهربائيه لضوء وحراره وهنا تشبيه يكتمل البطاريه هي المضخه اللي تسوي الضغط يعني الجهد والتيار هو كميه الميه اللي بتتدفق واللمبه هي الجزء الضيق في الانبوب اللي يقاوم التدفق يعني المقاومه هذه هي ببساطه اساسيات اي دائره كهربائيه الشيء العجيب ان هذه المفاهيم الثلاثه مرتبطه ببعضها بعلاقه رياضيه بسيطه جدا اسمها قانون اوم هذا القانون يعتبر حجر الاساس في الهندسه الكهربائيه هو يقول لنا انه لو نعرف اي قيمتين من هذه الثلاثه نقدر دائما نحسب الثالثه وهذا هو اللي يسمح لنا نصمم كل شيء من الجوال اللي فيدنا الى شبكات الكهرباء اللي تغذي مدن كامله طيب خلونا نعقد الامور شوي مو كل التيار الكهربائي يمشي بنفس الطريقه في نوعين رئيسيين وكل واحد له شخصيته واستخداماته الخاصه عندنا التيار المستمر او الدي سي وهذا يشبه نهر هادئ يمشي دائما في اتجاه واحد وبعدين عندنا التيار المتردد او الاي سي وهذا اقرب لامواج البحر تروح وترجع الالكترونات فيه تتحرك قدام وورا باستمرار وتغير اتجاهها عشرات المرات في الثانيه الواحده التيار المستمر هو اللي ناخذه من البطاريات تدفق ثابت ومستقر وعشان كده هو مثالي للاجهزه الالكترونيه الحساسه زي الجوالات واللاب توبات لو رسمنا الجهد حقه مع الوقت بيطلع لنا خط مستقيم وثابت اما التيار المتردد فهذا هو اللي يوصلنا من فيش الكهرباء في بيوتنا اتجاهه وقوته يتغيروا باستمرار وهذا اللي يسوي لنا شكل الموجه الحلو هذا يتارجح طول الوقت بين اقصى قوه في اتجاه واقصى قوه في الاتجاه المعاكس سرعه حركه التيار هذه يعني كم مره يروح ويرجع في الثانيه الواحده هذه نسميها التردد ونقيسها بالهيرتز في اغلب دول العالم الكهرباء اللي في بيوتنا تتردد 50 او 60 مره كل ثانيه وهذا التذبجب السريع هو السبب اللي خلينا ما نلاحظ اي رمشه في اللمبات طيب ليش كل هذه التعقيدات ليش نحتاج نوعين مختلفين من التيار الجواب هو ان كل واحد منهم له دور اساسي ومهم في عالمنا اليوم خلونا نشوف كيف يشتغلون مع بعض عشان يشغلون حياتنا الموضوع في جوهره بسيط التيار المتردد هو بطل المسافات الطويله نقدر نرفع الجهد حجه بسهوله لمستويات عاليه جدا عشان ننقله لمسافات بعيده من محطات الكهرباء وباقل خساره ممكنه في الطاقه لكن لما توصل هذه الكهرباء لاجهزتنا الوضع يختلف الاجهزه الالكترونيه الحساسه تحتاج تيار مستمر ثابت ومستقر عشان تشتغل صح شاحن الجوال هذا الصندوق الصغير اللي نشبكه في الجدار هو في الحقيقه محول كهرباء صغير وذكي جدا اللي صير جواته عمليه من ثلاث خطوات كانها سحر اولا يعدل موجه التيار المتردد المتذبذبه ثانيا ينعم النبضات اللي تطلع واخيرا ينظمها عشان يعطينا تدفق ناعم ومثالي من التيار المستمر اللي تحتاجه بطاريه الجوال والحين نرجع للغز اللي بدانا فيه اذا كانت الالكترونات نفسها بطيئه جدا ليش اللمبه تولع في نفس اللحظه اللي نضغط فيها الزر الجواب والجواب هنا مفاجاه هو ان الالكترون اللي يطلع من محطه الكهرباء مو هو نفسه اللي يولع اللمبه في بيتنا الشيء الذي يسافر بسرعه تقارب سرعه الضوء مو الالكترونات نفسها لا هو الامر بالحركه هو عباره عن موجه ضغط اسمها المجال الكهربائي تخيلوا خرطوم مويه مليان بالكامل اول ما نفتح الحنفيه المويه تطلع من الطرف الثاني فورا ليش مو لان نفس قطره المويه مشت كل المسافه هذه في لحظه لا السبب هو ان الضغط اللي سويناه عند الحنفيه انتقل عبر المويه اللي كانت موجوده اصلا في الخرطوم ودفع المويه اللي عند النهايه وخلاها تطلع طلع المجال الكهربائي يشتغل بنفس الطريقه بالضبط هو يدفع الالكترونات الم موجوده اصلا في السلك عند اللمبه ثامنا لهذا للتدفق الخفي هو اللي خلانا نقدر نبني كل شيء نشوفه اليوم من ابسط لمبه الى الانترنت قدرنا نسخر هذا النهر غير المر من الطاقه عشان نشكل عالمنا وهذا يخلينا نفكر في سؤال كبير بعد ما اتقنا التحكم في تيار الالكترونات يا ترى ايش هو التيار الجي تيار الافكار تيار البيانات او يمكن نوع جديد من الطاقه ايش هو الطيار اللي راح نسخره عشان نعيد تشكيل مستقبلنا؟ شكرا لمتابعتكم. ‏P