اريد بحث عن الكهرباء وفوائدها واضرارها

السؤال هو اريد بحث عن الكهرباء وفوائدها واضرارها

الكهرباء وفوائدها وأضرارها

التيار الكهربائي Electrical Current عبارة عن تدفق شحنات كهربائية -كالإلكترونات - في مادة موصلة كسلك معدني مثلا , وللتيار الكهربائي عدّة خصائص فيزيائية منها شدة التيار و فرق الجهد والمقاومة .

ينقسم التيار الكهربائي إلى نوعين :

التيار المستمر ( Direct Current ) يرمز له بـ DC : هو التيار الذي يسري في اتجاه واحد فقط اما في الموجب او في السالب .
الشكل التالي يبين كيفية عمل التيار المستمر
كما تلاحظ، فالطاقة الإلكترونية تنتقل في اتجاه واحد داخل أجزاء الدائرة الكهربائية، تتدفق فيه الإلكترونات من القطب السالب للدائرة إلى القطب الموجب، ويبقى هذا الاتجاه ثابتاً مع ثبات في الجهد والتيار الكهربائي مهما تغير الزمن.
الاستخدامات : يستخدم هذا النوع في التطبيقات ذات الجهد المنخفض، كتلك التي تستخدم البطاريات أو الخلايا الشمسية

(Alternating Current ) يرمز له بـ AC : هو التيار الذي يحصل فيه تغير مستمر ينتقل فيه من الموجب الى السالب .

كيف تنتج الكهرباء
البروتونات توجد فى النواة و الإلكترونات تدور حول النواه فى مداراتها الخارجيه متأثرة بقوى الجذب من النواه( الناتجه من التجاذب بين الإلكترونات السالبة الشحنه و البروتونات الموجبة الشحنه) و قوى الطرد ( الناتجه عن دورانها السريع حول النواة).
وهنا يجب أن تتساوى القوتان حتى تتزن الذره .
ولكن فى وجود قوى شد خارجيه ( ذرات أخرى أو جهود موجبه ) فإن الإلكترونات تترك النواه وتسير مكونة الكهرباء.

الضغط الكهربائي وفرق الجهد
لكى يمر تيار كهربى فى دائرة ما فانه يجب ان يكون بين طرفى هذه الدائرة فرق جهد كهربى او ما يسمى ايضا بالضغط الكهربائي , ومعنى كلمة فرق الجهد ان يكون احد طرفى الدائرة به زيادة فى الالكترونات بينما الطرف الاخر به نقص فى الالكترونات , وعلى ذلك تنتقل الالكترونات الحرة من الطرف الذى به زيادة فى الالكترونات الى الطرف الذى به نقص فى الالكترونات ونتيجة تحرك هذه الالكترونات ينشأ التيار الكهربى فى الدائرة
الأمبير : وحدة قياس التيار الكهربائي


قانون أوم هو مبدأ أساسي في الكهرباء، أطلق عليه هذا الاسم نسبة إلى واضعه "جورج سيمون أوم".
يقول هذا القانون أن جهد التوتر الكهربائي بين طرفي ناقل معدني يتناسب طرديا مع شدة التيار الكهربائي المار فيه.

ويمكن تشبيه ذلك إذا وصلت بطارية له قوة دافعة كهربائية V بين طرفي سلك نحاسي له مقاومة معينة ويسري فيه تيار كهربائي, فيكون السلك النحاسي كمقاومة والبطارية كقوة دافعة كهربائية تقوم بمقاومة السلك النحاسي R حتى يسري التيار الكهربائي إلى الطرف الأخر للسلك.

فرق الجهد ( U )


هي قوة دافعة كهربائية أو ضغط تسبب تدفق التيار في الدائرة الكهربائية ووحدة قياسها الفولت (V).
- التيار ( I ) : هو تدفق عدد من الشحنات الإليكترونية في الدائرة الكهربائية , وتعطى بالأمبير (A).
- المقاومة ( R ) : هي أي عائق تعيق حركة الاليكترونات المتدفقة وتستخدم في التحكم في فرق الجهد والتيار ووحدة قياسها بالأوم (Ω).

يمكن التعبير عن القانون بصيغة أخرى

U = R × I


الوقاية من مخاطر الكهرباء


تعتبر الكهرباء من مصادر الطاقة والقوى المحركة ومن أهم وسائل الراحه التي تجعل حياتنا أكثر سهوله ويسر، ولكن على الرغم من الفوائد الكثيرة للكهرباء في حياة الفرد والمجتمع إلا أنها تشكل خطورة على سلامة الأرواح والممتلكات وقد تكون سبباً في وقوع الحرائق والإنفجارات أو وفاة الكثير من الناس ، ولكن الحق يقال فأن الكهرباء خطرة على كل من يتهاون أو يهمل احتياطات السلامة والتعليمات الواجب إتباعها أثناء تنفيذ الشبكات والتوصيلات الكهربائية أو عند الاستخدام ، لذا فإننا سوف نتطرق إلى أمثلة من العوامل المسببة لوقوع حوادث الكهرباء والأضرار الناتجة عنها وطرق الوقاية منها .

أولاً : مسببات الحوادث الكهربائية
تعتبر التمديدات الكهربائية الخاطئة والغير مطابقة للمواصفات في المنازل أو المنشآت التجارية والصناعية والتعليمية وغيرها من أهم مسببات الحوادث الكهربائية ، حيث يؤدي ذلك إلى حسائر مادية أو بشرية لشاغلي تلك المنشآت أثُناء عمليات الاستخدام والتشغيل ، كما أن عدم التزام العاملين في مجال الكهرباء بتعليمات السلامة والصحة المهنية أثناء تأدية أعمالهم أمر يتسبب في وقوع الحوادث والإصابات بينهم فضلاً عن أن غياب الوعي الوقائي بأمور السلامة والصحة المهنية لدى مستخدمي الكهرباء ووجود معلومات ومفاهيم خاطئة لديهم عنها أمر قد يؤدي إلى قيامهم بارتكاب مخالفات قد تعرضهم لمخاطر الكهرباء. ونوجز بعض الأخطاء الشائعة والتي تسبب الحوادث والإصابات في التالي :

1- سوء التمديدات الكهربائية
* عدم مناسبة الكابلات المستخدمة في التوصيلات الكهربائية للتيار المار بها.
* عدم وضع أسلاك التوصيلات الكهربائية في مواسير معزولة.
* استخدام التوصيلات الخارجية الظاهرة وترك كابلات كهربائية مكشوفة .
* تمديد أسلاك كهربائية عبر الأبواب أو النوافذ أو الفتحات المماثلة أو تحت السجاد
* عدم إجراء الكشف والاختبار الدوري على التمديدات والأجهزة الكهربائية .
* تحميل المقابس الكهربائيه فوق طاقتها بتوصيل عدة أجهزة على مقبس واحد .
* عدم إحكام ربط نهاية الأسلاك بمآخذ التيار أو المفاتيح أو القواطع مما يسبب حدوث شرر يؤدي لتلفها.
* عدم توصيل الهياكل المعدنية للأجهزة الكهربائية بالأرض ( سلك التأريض ) .
* عدم مراجعة الأحمال الكهربائية والتأكد من ملاءمتها للقواطع والأسلاك.

2- الجهل والإهمال وعبث الأطفال
* عدم وضع وسيلة حماية للمقابس الكهربائية غير المستعملة لحماية الأطفال من العبث بها أو نزع القابس من المقبس بعنف.
* لمس الأجهزة والمفاتيح الكهربائية والأيدي مبتلة بالماء أو تشغيلها أثناء الوقوف.
* عدم فصل التيار الكهربائي أثناء إجراء أعمال الصيانة والإصلاح.
* اختيار أجهزة ومعدات كهربائية غير جيدة الصنع .
* ترك الأجهزة الكهربائية في وضع تشغيل لمدة طويلة دون انتباه وعدم فصل التيار الكهربائي عند مغادرة المنزل لمدة طويلة أثناء السفر والرحلات الطويلة .
*عدم الحذر عند استعمال الأدوات الكهربائية فى الحمام أو المطبخ .

3- إهمال أعمال الصيانة الدورية والعلاجية
* عدم إجراء الكشف والاختبار الدوري على التمديدات والأجهزة الكهربائية .
* عدم صيانة الأجهزة الكهربائية التالفة .
* عدم إستبدال وسيلة القطع والوصل (الحماية) عند ملاحظة خروج شرر منها أثناء عملها .
* عدم مراجعة الأحمال الكهربائية والتأكد من ملاءمتها للقواطع والأسلاك.

ثانياً : مخاطر الحوادث الكهربائية
تنقسم المخاطر الكهربائية حسب تأثيرها إلى قسمين أساسين هما:-
1- مخاطر تؤثر على الإنسان
يتسبب مرور التيار الكهربائي في جسم الإنسان نتيجة ملامستة لأجزاء حاملة للتيار في إحداث آثار خطيرة غلى الإنسان لأن للتيار الكهربائي آثار حرارية قد تسبب الحروق وآثار كيميائية قد تتسبب في تحليل الدم والخلايا العصبية :
أ- الصدمة الكهربائية:
تحدث إذا لامس شخص أسـلاكاً مكهربة ( تلامس مباشر ) أو أجساما حاملة للتيار نتيجة انهيار العزل ( تلامس غير مباشر ) مما ينتج عنه ضرر شديد لهذا الشخص والتي قد تصل إلى درجة الوفاة ، وتختلف شدة الصدمة التي يتعرض لها الإنسان علي عدة عوامل منها:
شدة ونوع التيار المار بالجسم (فالتيار المستمر أقل تأثيراً من التيار المتغير). ومدة سريان التيار في الجسم ، فكلما زادت مـدة سريان التيار في الجسم زاد تأثيره الضار، والعضو الذي يسرى فيه التيار فالجهاز العصبي والقلب اكثر الأعضاء تأثراً بالكهرباء ، وحالة الجلد - فالجلد الجاف أكثر مقاومة للإصابة بالكهرباء من الجلد الرطب ، ومدى مقاومة الشخص لتأثير الكهرباء .
ب- حروق:
تختلف شدتها من حروق بسيطة تنشأ عن تيارات ضعيفة إلى حروق شديدة تنشأ عن تيارات ذات ضغط عالي والتي تؤدي إلى تدمير لمعظم طبقات الجلد .
ج- انبهار العين:
ينتج عن الصدمة الكهربائية فتحدث عتامة في العدسة كنتيجة لدخول أو سريان التيار المباشر وينتج عن تعرض العين للوميض الكهربائي التهابات كما يحدث لعامل اللحام بالكهرباء .

2- مخاطر تؤثر على المنشآت والمواد
تحدث انفجارات وحرائق بالمنشآت أو تلف بالمعدات عند حدوث قصر في الدائرة بين الأسلاك أو الكابلات الكهربائية نتيجة لإنهيار العازل أو بسبب سوء استخدام الكهرباء، ولقد دلت الإحصائيات على أن أسباب الحوادث الناجمة عن استعمال الكهرباء تنحصر فيما يلي :
* التحميل الزائد ، قصور الدائرة ، باستخدام الأسلاك أو الكابلات غير مناسبة لقيمة التيار المار فيها أي أن هذه المقاطع أقل من المسموح به فينتج عن مرور التيار ارتفاع في درجة حرارة الأسلاك أو الكابلات ويستمر الارتفاع إلى أن يصل إلى درجة اشتعال المواد المحيطة بها واحتراقها وقد تسقط على المواد مجاورة قابلة للاشتعال مما يؤدي إلى نشوب الحرائق وإحداث خسائر مادية كبيرة إذا لم يتم تداركها وإخمادها في الحال .
* استعمال معدات أو مهمات كهربائية تالفة.
* سوء الاستعمال للمعدات والمهمات الكهربائية .
* عدم توصيل الأجهزة والمعدات بالأرضي .

ثالثاً : طرق الوقاية من الحوادث الكهربائية
1- إرشادات السلامة للعاملين في مجال الكهرباء
* يجب على العاملين في مجال الكهرباء ارتداء مهمات الوقاية الشخصية المناسبة أثناء العمل وعدم ارتداء الملابس الفضفاضة أو المتدلية التي قد تلامس الأسلاك الكهربائية وكذلك عدم حمل أو لبس أشياء معدنية كالخواتم أو الساعات أو حلقات المفاتيح وما شابه ذلك لأنها موصلة للكهرباء وقد تتسبب في الإصابة بصدمة كهربائية .
* يجب إتباع المواصفات المعتمدة عند تصميم شبكة التمديدات والتأكد من تنفيذها تنفيذا صحيحا بما يتلاءم مع متطلبات أقسام المنشأة وطبقاً لنوع نشاطها وبخاصة مراعاة التالي :-
* وضع أسلاك التوصيلات الكهربائية في مواسير معزولة من الداخل ، وخاصة في الأماكن ذات الحرارة العالية أو الرطبة وعدم تركها مكشوفة حتى لا تتسرب إليها الرطوبة وتؤثر عليها الحرارة وتؤدي إلى قصر كهربائي.
- يجب ألا يعقد السلك المدلى لتقصيره أو يدق عليه مسامير لتقريبه من الحوائط ولأغراض التقصير يقطع السلك حسب المقاس المطلوب 0
- يجب أن تكون الأسلاك والكابلات المستخدمة في التوصيلات الكهربائية مناسبة للتيار المار بها وتوصيل الهياكل المعدنية للأجهزة الكهربائية بالأرض .
* يجب تخصيص صندوق أكباس ( مصهرات ) لكل مجموعة من التوصيلات وسكين لقطع التيار في الحالات الاضطرارية 0ويجب استخدام الفاصل الكهربائي الأتوماتيكي ( سركت بريكر ) وذلك لفصل الكهرباء في حالة حدوث تماس كهربائي .
* يجب أن يراعى فى وضع صناديق الأكباس ( المصهرات ) ولوحات التوزيع المفاتيح الكهربائية أن تكون خارج الغرف التي تحتوى على أبخرة أو أتربة أو مواد أو غازات قابلة للاشتعال 0
* يجب عند تركيب آي أجهزة كهربائية كالمحولات أو الموتورات أو المفاتيح الكهربائية أو التابلوهات الكهربائية في آي مكان أن تكون هذه الأجهزة في حالة آمنة ، كذلك يجب منع آي احتمــال للمس المفاجئ للموصلات الحاملة للتيار وعدم القيام بأعمال الحفر في أي مكان إلا بعد التأكد من عدم وجود كابلات كهربائية في هذا المكان من خلال دراسة الخرائط والرسومات الهندسية الخاصة بذلك .
* يجب وضع الأجهزة الكهربائية في أقل مساحة ممكنة أو في حجرة خاصة بها, وإذا وضعت في العراء فيجب تسويرها بالحواجز الواقية لمنع الاقتراب منها.
* يجب وضع تعليمات تحذيرية بجانب الأجهزة والموصلات الحاملة للتيار الكهربائي تبين مقدار الفولت المار بهذه الأجهزة خاصة التي تحمل تيار ذي ضـغط عالي، ويجب أن تكون هذه التعليمات واضحة بحيث يسهل قراءتها بسهولة.
* توصيل الأجهزة والمعدات بمجمع ارضي استاتيكى مناسب لتفريغ آي شحنات فور تولدها.
* يجب أن تكون المفاتيح المستخدمة داخل مخازن المواد الكيميائية من النوع المعزول المميت للشرر.
* يجب أن يكون القائمين على أعمال الصيانة للأجهزة الكهربائية أو التوصيلات عمالاً فنيين ويجب أن لا تجرى أية إصلاحات أو تركيبات في الأجهزة الكهربائية ألا بعد التأكد من عدم مرور التيار الكهربائي فيها وتوصيلها بالأرض.

2- إرشادات السلامة لمستخدمي الكهرباء
تذكر دائماً ..
* أن اجتماع الماء مع الكهرباء يشكل خطورة بالغة، لذلك يجب أن تكن حذراً عند استعمالك لجهاز كهربائي في الحمام أو المطبخ حيث يوجد الماء لان اجتماع الماء مع الكهرباء قد يكون مميتأ وفى مثل هذه الحالات ينبغي ان يكون مصدر التيار الكهربائي بواسطة أحد المقابس المزوده بقاطع أرضى تلقائي.
* لا تلمس أي مفاتيح كهربائية أو أجهــزة كهربائية ويدك رطبة أو كنت تقف على سطح مبلل لان ذلك يشكل خطورة بالغة عليك .
* لا تستخدم إلا المعدات والأجهزة والأدوات الكهربائية التي تكون بحاله جيده ومصنعه من قبل شركات ذات سمعه طيبه، ويجب التاكد من معرفة تعليمات التشغيل الخاصة بكل جهاز كهربائي قبل استخدامه.
* لا تلمس او تمسك أية أجهزه كهربائية بيد واحده فى الوقت الذي تلمس فيه اى سطح قد يكون موصلا كهربائيا مثل حنفيات المياه وخطوط المياه .
* يجب عدم تحميل أي مقبس كهربائي زيادة عن حده وعند ملاحظة أي سخونة في المفاتيح أو التوصيلات الكهربائية إبلاغ الكهربائي المختص لعمل اللازم ويجب عدم القيام بأي أعمال توصيلات كهربائية أو إصلاحات إلا بمعرفة المختصين في مجال الكهرباء .
* ضع أغطية السلامة على المقابس الكهربائيه غير المستعمله لحماية الأطفال ولا تسمح للأطفال بوضع المقبس او خلعه أو وضع اصبعه داخله .
* أفصل جميع الاجهزه الكهربائيه غير المستخدمه وافصل قوابس الأجهزة الكهربائيه في المطبخ والحمام عند الانتهاء من استعمالها .
* اجعل التوصيلات الكهربائيه بعيده عن أماكن السير والمشي خاصة التي يلعب فيها الأطفال وتجنب تمرير أسلاك الكهرباء فوق أو بالقرب من مصادر الحرارة كالمدافىء أو الأفران، وأيضاًل لا تمرر الأسلاك تحت الموكيت أو السجاد أو تضع فوقها قطع الأثاث الثقيله .
* يجب عدم لصق الأوراق الملونة أو الأشرطة على الأسلاك في الاحتفالات أو بغرض الزينة حتى لا تكون سبباً فى التقاط النار من آي شرر يحدث أو نتيجة ملامستها لمصباح ساخن، ويفضل عدم تثبيت الأجهزة الكهربائية ( كالراديو والمسجلات أو المصابيح ) في سرير النوم لتجنب مخاطر الكهرباء .
* يجب توعية الأطفال بأمور السلامة للوقاية من مخاطر الكهرباء وتوعيتهم بعدم ملامسة محطات وأعمدة الإنارة بالشوارع حتى لا يتعرضوا لخطر الصعق الكهربائي وخاصة في مواسم سقوط الأمطار.
* تأكد من المصابيح والأجهزه الكهربائيه المولده للحراره ، مثل المحامص والمكاوى والدفايات ومصابيح الهالوجين بعيدة عن الأشياء القابله للاحتراق ( الستائر المفروشات والصحف والمنظفات الهيدوكربونيه واى علب ايروسول ).
* يجب أجراء صيانة دورية للأجهزة الكهربائية وعند اكتشاف أي عطب بها واستبدل المقابس والمفاتيح الكهربائية المكسورة فوراًُ.
* يجب قطع التيار الكهربائي عن جميع المنشآت في حالة إخلائها كالورش والمخازن بعد انتهاء الدوام وعند مغادرة المنزل لمدة طويلة كالسفر والرحلات.
* تذكر دائماً أن استعمال محولات التوصيل الكهربائي الفرعية يكون عند الحاجه القصوى لها وأنها تستخدم بصفة مؤقتة وليست دائمه ، ويجب مراعاة اختيار نوعيه ذات قدره كهربائيه مناسبه للاحمال المطلوبه بالامبيراو بالواط .