أنواع الكهرباء والمواد الموصلة والعازلة لها

تعد الطاقة بأنواعها وآلياتها المختلفة، سواء كانت طبيعية متجددة أو غير متجددة أو صناعية، من الخامات والمواد الأساسية التي يحتاج إليها الإنسان في العصر الحديث، خاصة مع الاعتماد الكبير على الأجهزة والمعدات والماكينات التي تعمل بالطاقة. ومن بين الطاقات الأكثر استخداما في الوقت الحالي هي الكهرباء، التي غيرت وجه العالم.

تعريف الكهرباء
الكهرباء هي إحدى أنواع الطاقة المصطنعة، حيث تتمثل في حركة مولدات ضخمة تتحرك وتتصافح مع رقائق نحاسية لتوليد الكهرباء، وتتميز الكهرباء بعملية انتقال مجموعة من الإلكترونات بسرعة فائقة من نقطة إلى أخرى، والتي تنتج طاقة هائلة.

أنواع الكهرباء
تنقسم الكهرباء لنوعين أساسيين، وهما الكهرباء الاستاتيكية الساكنة، والكهرباء الديناميكية المتحركة، بينما تنقسم الكهرباء الديناميكية المتحركة لقسمين وهما التيار المتردد والتيار المستمر، وتختلف استخدامات وفوائد تلك التيارات في البيئة المحيطة، وفيما يلي نوضح أنواع وتفاصيل عامة حول كل تلك الأنواع :

1- الكهرباء الإستاتيكية: الكهرباء الساكنة هي التي يتم توليدها عادة بسبب وجود شحنات مختلفة بين جسمين، حيث يحمل أحد الأجسام شحنة سالبة نتيجة وجود عدد كبير من الإلكترونات، في حين يحمل الجسم الآخر شحنة موجبة نتيجة وجود عدد قليل جدا من الإلكترونات، ولا يمكن الاستفادة من هذه الكهرباء.

2- الكهرباء الديناميكية: هذا النوع (3613) هو النوع الآخر للكهرباء، ويمثل سريان دائم للتيار الكهربائي بين جسمين مختلفين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن التحكم في الكهرباء الديناميكية وقوتها، ويمكن الاستفادة من هذا النوع من الكهرباء.

أنواع الكهرباء الديناميكية
يوجد نوعان من الكهرباء الديناميكية، وهما التيار الكهربائي المتردد الذي نستخدمه في تشغيل الأجهزة المنزلية والمعدات الأخرى التي تعمل بتيار مستمر، والنوع الآخر هو التيار الكهربائي المستمر الذي يتم تخزينه في البطاريات للاستخدام عند الحاجة.

1- التيار الكهربائي المتردد: التيار المتردد هو نوع من الكهرباء الديناميكية، يتحرك بين نقطتين بشكل متناوب ومتغير في القيمة والاتجاه، ويتميز بأن له ترددا محددا يتكرر هذه الموجة الكهربائية كل عدد من الثواني، وعادة ما يكون هذا التردد حوالي 50 أو 60 ثانية، وهذا هو السبب في تسميته بالتيار المتردد.

يتم قياس التيار المتردد باستخدام وحدة الهرتز، ولكن يتم قياس التيار الكهربائي بوحدة الأمبير، ويعتبر التيار المتردد هو التيار الكهربائي الأكثر انتشارا في الاستخدامات المنزلية؛ حيث يتم تشغيل جميع الأجهزة المنزلية باستخدام التيار المتردد.

2- التيار الكهربائي المستمر: التيار الكهربائي المستمر هو نوع آخر من التيارات الكهربائية الديناميكية، ويستمد اسمه من ثبات قيمته واتجاهه، وينتقل من المنطقة ذات الجهد العالي (القطب السالب) إلى المنطقة ذات الجهد المنخفض (القطب الموجب) بثبات وقيمة ثابتة، ويستخدم هذا التيار عادة في البطاريات وخلايا الطاقة الشمسية.

المواد الموصلة والعازلة للكهرباء
1- المواد الموصلة للكهرباء
الكهرباء تنتقل بين نقطتين مختلفتين في الجهد، حيث تنتقل الالكترونات من الجسم ذات الجهد الأعلى إلى الجسم ذات الجهد المنخفض، ولكن الكهرباء لكي تنتقل بين جسمين فإنها تتطلب بيئة صالحة لانتقال التيار خلالها؛ أي تتطلب موادا موصلة للكهرباء، وتلك المواد التي تنتقل الكهرباء خلالها هي :
– الفضه.
– الذهب.
– الألمونيوم.
– النحاس.

2- المواد العازلة للكهرباء
كما يوجد بيئات مناسبة لنقل الكهرباء بين جسمين عبر مواد موصلة، هناك أيضًا مواد تعيق انتقال الكهرباء وتجعل البيئة غير صالحة لذلك، وتتضمن تلك المواد التي تعيق وتعزل انتقال الكهرباء:

– الزجاج.
– البلاستيك.
– الخشب.
– المطاط.