من هو مكتشف الكهرباء وما هي مراحل تطورها عبر العصور؟
الكهرباء هي شكل من أشكال الطاقة، وهي موجودة في الطبيعة، لذا فهي لم تُخترع. أما عن من اكتشفها، فهناك العديد من المفاهيم الخاطئة. ينسب البعض الفضل إلى بنيامين فرانكلين في اكتشاف الكهرباء، لكن تجاربه ساعدت فقط في إثبات العلاقة بين البرق والكهرباء، لا أكثر.الحقيقة حول اكتشاف الكهرباء أكثر تعقيدًا من مجرد تحليق رجل بطائرته الورقية. فهي تعود في الواقع إلى أكثر من ألفي عام.
في حوالي عام 600 قبل الميلاد، اكتشف الإغريق القدماء أن فرك الفراء بالعنبر (راتينج الأشجار المتحجرة) يسبب انجذابًا بين الاثنين – وبالتالي فإن ما اكتشفه الإغريق كان في الواقع كهرباء ساكنة. بالإضافة إلى ذلك، اكتشف الباحثون وعلماء الآثار في ثلاثينيات القرن العشرين أواني تحتوي على صفائح من النحاس يعتقدون أنها ربما كانت بطاريات قديمة كانت مخصصة لإنتاج الضوء في مواقع رومانية قديمة. تم العثور على أجهزة مماثلة في حفريات أثرية بالقرب من بغداد مما يعني أن الفرس القدماء ربما استخدموا أيضًا شكلًا مبكرًا من البطاريات.
ولكن بحلول القرن السابع عشر، تم التوصل إلى العديد من الاكتشافات المتعلقة بالكهرباء، مثل اختراع مولد كهروستاتيكي مبكر، والتمييز بين التيارات الإيجابية والسلبية، وتصنيف المواد إلى موصلات وعوازل.
في عام 1600، استخدم الطبيب الإنجليزي ويليام جيلبرت الكلمة اللاتينية “electricus” لوصف القوة التي تمارسها بعض المواد عند فركها ببعضها البعض. وبعد بضع سنوات، كتب عالم إنجليزي آخر، توماس براون، عدة كتب واستخدم كلمة “electricity” لوصف أبحاثه المستندة إلى عمل جيلبرت.
مراحل تطورها عبر العصور
يمكن تلخيصها بما يأتي:
اكتشاف الكهرباء الساكنة
يرجع أصل كلمة كهرباء بالعربية إلى كلمة كهربا وهو صمغ لشجرة إذا حُكَّ صار يجذب التبن نحوه وأول ما عُرف عند العلماء من أشكال الكهرباء هو الكهرباء الساكنة التي تمثل شحنات متجمعة على عنصر ما مثل دلك البالون بالصوف.وفي عام 1733 استطاع الفرنسي شارل دوفاي معرفة الشحنة الكهربائية السالبة والموجبة وبعدها صُنعت أول بطارية “قنينة ليد” وهي عبارة عن وعاء زجاجي مليء بالماء له سدّادة زجاجية يخترقها مسمار تشحن الماء المعزول داخل الزجاج وعندما يلامس المسمار تنتج شرارة كهربائية.
اكتشاف العالم بنجامين فرانكلين للكهرباء
بدأ تاريخ اكتشاف الكهرباء من العالم الأمريكي بنجامين فرانكلين عندما أجرى تجربته لإثبات أن البرق عبارة عن طاقة كهربائية حيث قام بربط مفتاح معدني بطائرة حديدة تركها تطير خلال حدوث عاصفة رعدية، وانتظر حدوث البرق. ولحظة حدوث البرق أصابت الطائرة فانتقلت إليها شحنة كهربائية صغيرة انتقلت شرارتها من المفتاح المعدني إلى يد العالم بنجامين الذي كان ممسكًا بها الذي أدى إلى صعقه بتيار كهربائي كاد أن يودي بحياته وبذلك أثبت أن البرق عبارة عن طاقة كهربائية.
بنيامين فرانكلين
تطوّر الكهرباء من قبل العالم لويجي غالفاني عام 1786
في هذا العام قام البروفسور الألماني لويجي غالفاني بالمساعدة في اكتشاف مبدأ عمل البطارية عن طريق الخطأ عندما لاحظ التنافر بين رجل الضفدع الذي كان يقوم بتشريحه عندما قرب السكينة منها ظن وقتها أن الكهرباء مختزنة في عضلات الضفدع.
العالم أليساندرو فولتا يصنع أول بطارية غلفانية
اكتشف الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا أن بعض التفاعلات الكيميائية يمكن أن تنتج الكهرباء، وفي عام 1800 قام ببناء البطارية الفولتية (وهي بطارية كهربائية مبكرة) التي أنتجت تيارًا كهربائيًا ثابتًا، وبذلك كان أول شخص يخلق تدفقًا ثابتًا من الشحنة الكهربائية. كما ابتكر فولتا أول عملية نقل للكهرباء من خلال ربط موصلات مشحونة إيجابيًا وأخرى مشحونة سلبيًا ودفع شحنة كهربائية أو جهد كهربائي من خلالها.في هذا العام وضع العالم الإيطالي أليساندرو فولتا تفسير للتنافر الذي تحدّث عنه البروفسور غالفاني بأن الكهرباء تكونت بسبب وجود الرطوبة بين السكين والصفيحة القصديرية التي كان عليها الضفدع وعليه قام العالم الإيطالي فولتا باختراع أول بطارية في العالم. وكانت هذه البطارية مكونة من مجموعة من صفائح الزنك والنحاس تفصل بينها ألواح رطبة وهذا الاختراع كان البداية في توليد التيار الكهربائي المستمر والمباشر ولذلك أطلق على وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي اسم فولت نسبة للعالم أليساندرو فولتا.
إسهامات العالم أمبير في تطور الكهرباء
قام العالم أمبير بتفسير النظرية الكهربائية الديناميكية وهو عالم رياضيات فرنسي وفي عام 1827 قام العالم الألماني جورج أوم بنشر مجموعة من النظريات الرياضية تحت عنوان “الدارة الكهربائية الجلفانية المحققة رياضيًا” والتي على إثرها أطلق على وحدة قياس المقاومة الكهربائية اسم أوم نسبة له.
اختراع مايكل فاراداي الدينامو الكهربائي
في عام 1831، أصبحت الكهرباء قابلة للاستخدام في التكنولوجيا عندما اخترع مايكل فاراداي الدينامو الكهربائي (مولد طاقة بدائي)، والذي حل مشكلة توليد التيار الكهربائي بطريقة مستمرة وعملية. استخدم اختراع فاراداي البدائي إلى حد ما مغناطيسًا تم تحريكه داخل ملف من الأسلاك النحاسية، مما أدى إلى إنشاء تيار كهربائي صغير يتدفق عبر السلك. فتح هذا الباب أمام الأمريكي توماس إديسون والعالم البريطاني جوزيف سوان اللذين اخترع كل منهما المصباح الكهربائي المتوهج في بلديهما في حوالي عام 1878. في السابق، اخترع آخرون المصابيح الكهربائية، لكن المصباح المتوهج كان أول مصباح عملي يضيء لساعات متواصلة.في هذا العام قام العالم مايكل فارادي باكتشاف أول طريقة لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال تغيير مقدار المجال المغناطيسي حول ملف نحاسي والذي تولّد عنه تيار كهربائي منخفض الشدة وكان لهذا الاكتشاف الدور في توليد الطاقة الكهربائية حتى وقتنا الحاضر.
شراكة سوان وإديسون
قام سوان وإديسون في وقت لاحق بتأسيس شركة مشتركة لإنتاج أول مصباح خيطي عملي، واستخدم إديسون نظام التيار المستمر (DC) لتوفير الطاقة لإضاءة أول مصابيح الشوارع الكهربائية في نيويورك في سبتمبر 1882.
المصباح الكهربائي الأول الذي اخترعه توماس إديسون
وفي وقت لاحق من القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، أصبح المهندس والمخترع والساحر الكهربائي الصربي الأمريكي نيكولا تيسلا مساهمًا مهمًا في ولادة الكهرباء التجارية. عمل مع إديسون وحقق لاحقًا العديد من التطورات الثورية في الكهرومغناطيسية، وكان لديه براءات اختراع منافسة مع ماركوني لاختراع الراديو. وهو معروف بعمله في التيار المتناوب (AC)، ومحركات التيار المتناوب، ونظام التوزيع المتعدد الأطوار.
إسهامات العالمين جورج ويستنج هاوس وجيمس واط
وفي وقت لاحق، اشترى المخترع والصناعي الأمريكي جورج وستنجهاوس محرك تسلا الحاصل على براءة اختراع لتوليد التيار المتناوب، وقام بتطويره، وأقنع عمل وستنجهاوس وتسلا وغيرهما المجتمع الأمريكي تدريجيًا بأن مستقبل الكهرباء يكمن في التيار المتردد وليس المستمر.
ومن بين الآخرين الذين عملوا على جلب استخدام الكهرباء إلى ما هو عليه اليوم وبعدها قام المخترع الاسكوتلندي جيمس واط بتركيب محرك بخاري على مولد تيار كهربائي مباشر وحصل بذلك على مولد كهربائي يعمل بالطاقة البخارية.
وهكذا، لم يكن مكتشف الكهرباء شخصاً واحداً فحسب. فرغم أن مفهوم الكهرباء كان معروفاً منذ آلاف السنين، إلا أنه عندما حان الوقت لتطويره تجارياً وعلمياً، كان هناك العديد من العقول العظيمة التي تعمل على حل المشكلة في نفس الوقت.
اترك تعليقاً