هل سألت نفسك يوماً من اخترع الكهرباء؟ وإلى أي تاريخ يعود هذا الاختراع؟وماذا لو أخبرتك يا عزيزي أن الكهرباء ليست اختراع اً!؟
نعم في الواقع إن الكهرباء لم يتم اختراعا أبداً. بل تم اكتشاف الكهرباء في الطبيعة منذ عام ستمئة قبل الميلاد تقريباً. وإن اكتشاف الكهرباء لا ينسب إلى شخص بعينه. بل إنها رحلة طويل وقصة معقدة استغرقت الكثير من الوقت لاكتشافها. كما وأن هناك عدد لا يستهان به من العقول المبدعة التي ساهمت في وصول الكهرباء إلى ما هي عليه اليوم. وما تجلبه لنا من راحة ورفاهية وتقدم حضاري. إذاً سنتعرف في مقالنا هذا على مراحل اكتشاف الكهرباء ومن ساهم في اكتشافها.
ما هي الكهرباء
يمكن تعريف الكهرباء بأنها إحدى الظواهر التي تنشأ نتيجة وجود شحنات كهربائية. وتبنى وحدة الشحنة الأساسية على البروتونات والإلكترونات. حيث تحمل البروتونات شحنة موجبة في حين تحمل الإلكترونات شحنة سالبة. ويعتمد في قياس الكميات الكهربائية على ثلاثة أنظمة أساسية وأكثرها اِنْتِشَارًا واستخداماً. هو النظام الذي يتم استخدام الأمبير فيه كوحدة رئيسية لقياس شدة التيار الكهربائي. والكولوم واحدة قياس الشحنة الكهربائية. ويستخدم فيه الفولت أيضاً لقياس قوة الدفع الكهربائية والأوم الذي يستخدم لقياس المقاومة الكهربائية.
رحلة اكتشاف الكهرباء تاريخياً
على الرغم من أن الإنسان اكتشف الكهرباء منذ العصور القديمة. إلا أنه لم يستفد منها ويستثمرها لخدمته إلا منذ حوالي مئتين وخمسين سنة تقريباً.
وبالطبع فقد كانت معرفة الإنسان بالكهرباء بسيطة جداً في بداية اكتشافها. كما وقد تنامت هذه المعرفة بعض الشيء في عصر الثورة الصناعية. وهذا ما أثبته العالم بنجامين فرانكلين في تجاربه وأبحاثه التي قام بها. ولا سيما تجربته المشهورة التي قام بها عام 1752.
وفي عام ألف وستمئة قام العالم الألماني وليام جيلبرت بوصف كهربة المواد ومن ثم يعود الفضل له في إطلاق وصياغة مصطلح الكهرباء. وتشتق أصلاً من كلمة العنبر باللغة اليونانية فما علاقة العنبر بالكهرباء يا ترى؟
لقد بين الفيلسوف طاليس في كتاباته وشروحاته أن الغربيين قد اكتشفوا أن نبات العنبر يصبح مشحوناً بالكهرباء عند فركه. ويعود هذا الاكتشاف إلى عام ستمئة قبل الميلاد
اختراعات مهدت لاكتشاف الكهرباء
في عام 1660 م قام العالم أوتو فون غيركيه باختراع آلة بسيطة تقوم بإنتاج الكهرباء الساكنة. وذلك بطريقة فرك كرة مصنوعة من مادة الكبريت. ويعد هذا الاختراع اللبنة الأساسية التي بنيت عليها اختراعات كثيرة أخرى في مجال توليد الكهرباء. كاختراع مولد فإن دي غراف الذي تم استخدامه فيما بعد كمسرع جسيمات.
وتتابعت عجلة الاختراعات والاكتشافات في مجال الكهرباء بشكل متسارع. ففي كل يوم اكتشاف جديد مستفيدين من أساسيات المغناطيسية وما توصلوا إليه في مجال الكهرباء من أدوات كقارورة ليدن وآلات الكهرباء الساكنة. الأمر الذي ساعد العلماء والمخترعين في فهم ماهية الكهرباء بشكل أعمق وأدق. فاخترع الفيزيائي لويجي جافاني العمود الفلطائي. وطور بنجامين فرانكلين معرفة الناس بالكهرباء من خلال التجربة التي أجراها على طائرته الورقية. وبعد ذلك ظهرت نظرية جديدة وغريبة في ذلك الوقت. تحدثت هذه النظرية عن وجود طاقة مغناطيسية في أجسام الحيوانات. حيث مهدت هذه النظرية لوصول إلى العديد من الاختراعات المفيدة في مجال الكهرباء.
قوانين مهمة في رحلة اكتشاف الكهرباء
- قانون أوم: في الفترة الممتدة بين عامي 1789م و 1854م قام العالم سيمون أوم بمجموعة من الدراسات العميقة. والأبحاث والتجارب التي تركزت في إيجاد العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة في الدارة الكهربائية. والتي تتوجت بوضعه قانون أوم الذي ينص على ما يلي: (المقاومة الكهربائية تساوي النسبة بين فرق التوتر وشدة التيار الكهربائي).
- اختراع البطارية: لقد قام ألساندرو فولتا باختراع أول بطارية بدائية. ولاحظ أنه من الممكن توليد الطاقة الكهربائية من التفاعلات الكيميائية. كما اكتشفت الإنارة بالكهرباء في هذه الفترة.
- اكتشاف قانون التسخين الكهربائي: وقد اكتشف هذا القانون وصاغه العالم بريسكوت جول.
- قوانين حساب الدارات الكهربائية: لقد وضع هذه القوانين العالم غوستاف روبرت كيرشوف حيث قام بوضع قوانين للجمع بين الجهد الكهربائي والتيار الكهربائي. وهي تعد القوانين الأساسية في حساب الدارات الكهربائية.
رحلة اختراع المصباح المتوهج
لقد اكتشف العالم الدنماركي هانز كريستيان في عام 1819 وجود مجالٍ مغناطيسي يتولد حول السلك إذا مرّ به تيار كهربائي. وبناءً على هذه النتيجة التي توصل إليها العالم هانز. قام العالم الفرنسي أندريه ماري أمبير بوضع عدة قوانين كهرومغناطيسية عام 1873م. ثم توصل بعدها العالم الفرنسي فرانسوا آرغو إلى اختراع المغناطيس الكهربائي. ثم جاء بعده العالم مايكل فاراداي الإنكليزي الذي تمكن من تمرير تيار من الكهرباء في الأسلاك. وبذلك مهد بشكل غير مباشر لظهور تكنولوجيا المولدة الكهربائية. حيث قام العالم الفرنسي هيبوليت بيكسي بتصنيع أول مولد كهربائي يدار يدوياً. معتمداً في اختراعه هذا على نموذج فرداي. وهذا ما ألهم كلاً من العالم الأمريكي توماس أديسون والعالم البريطاني جوزيف سوان إلى فكرة اختراع المصباح المتوهج. وكان ذلك في عام 1878 م. وفيما بعد قاما بتأسيس شركة لإنتاج أول مصباح كهربائي. وقد نجحا في إضاءة أول مصباح كهربائي في شوارع نيويورك وكان ذلك في شهر أيلول من عام ألف وثمانمئة واثنين وثمانين.
لقد كان لاختراع توماس أديسون للمصباح الكهربائي المتوهج. وما رافقه من حصول الناس على إضاءة منخفضة الكلفة وذات جودة عالية الفضل في التأسيس لصناعة الكهرباء. فتوصل العالم الكرواتي تيسلا إلى فكرة نقل الكهرباء إلى مسافات طويلة بواسطة التيار المتناوب. والذي أصبح فيما بعد التيار الشائع والمستخدم في جميع أنحاء العالم. ثم قام جورج ويستينغهاوس بتطبيق نظام التيار المتناوب بصورة تجارية في الشركة التي أسسها.
ولحق هذا كله إنشاء المحطة الأولى لتوليد التيار الكهربائي من الطاقة المائية. حيث تم عن طريقها توليد الكهرباء بكلفة منخفضة. ثم تلاها قيام المهندس غوستاف دي لافال بتصميم المحرك التوربيني الذي حقق نقلة نوعية في مجال التقدم التكنولوجي في أنحاء العالم.
هذه لمحة موجزة ومرور سريع على قصة اكتشاف الكهرباء. وإضاءة على أسماء بعض العقول العظيمة التي ساهمت في تطويرها وللحديث بقية في مقالة أخرى.
