تأثيرات التيار الكهربائي
يُعرف التيار الكهربائي بأنه كمية الشحنات الكهربائية التي تنتقل في وحدة الزمن، حيث يمثل تدفق الإلكترونات عبر المواد الموصلة مثل الأسلاك المعدنية والمواد الأخرى. عند تدفق التيار الكهربائي عبر المواد الموصلة وفي دائرة مغلقة، يتم ملاحظة عدة تأثيرات مختلفة، ومنها:
التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي
يتولد مجال مغناطيسي حول الموصل عندما تتحرك الإلكترونات فيه، ويكون هذا المجال عمودياً على اتجاه التيار الكهربائي. يتم تحديد اتجاه هذا المجال باستخدام قاعدة اليد اليمنى، التي اكتشفها العالم أورستد. يستفاد من هذا التأثير في تصنيع مختلف الأجهزة والمعدات الكهربائية والإلكترونية.
التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي
يظهر التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي بشكل واضح في المحاليل الكيميائية. على سبيل المثال، عند استخدام محلول كبريتات النحاس، يتعاون أيون النحاس الموجب مع الإلكترونات لإنتاج تيار كهربائي. تُعرف هذه العملية بعملية التحليل الكهربائي، حيث يُسمى الطرف الموجب الشحنة المغمور في المحلول بــ “الأنود”، بينما يُطلق على الطرف السالب “الكاثود”.
عند مرور التيار الكهربائي عبر المحلول الكيميائي، يحدث تأين للمحلول إلى أيونات. كما تظهر بعض التغيرات الكيميائية أثناء عملية التحليل الكهربائي، مثل:
- ترسب الرواسب المعدنية على الأقطاب الكهربائية المغمورة في المحاليل.
- تغير لون المحلول الكيميائي.
- إنتاج فقاعات في المحلول.
- إطلاق الغاز من المحلول.
التأثير الحراري للتيار الكهربائي
عند تدفق التيار الكهربائي عبر الأسلاك والموصلات المعدنية، تحدث مقاومة لحركة الإلكترونات داخل هذه المواد، وهو ما يتحول إلى طاقة حرارية. وبذلك تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية، مما يشكل أساس عمل العديد من الأجهزة المهمة مثل السخانات الشمسية وأجهزة التدفئة الكهربائية والمحامص.
التأثير الضوئي للتيار الكهربائي
يعتبر الضوء أحد أشكال المقاومة في الدائرة الكهربائية. عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر موصل ذي مقاومة عالية، تبدأ حرارة الموصل في الارتفاع تدريجياً، مما يؤدي إلى انبعاث الضوء. يُعرف هذا الظاهرة بتأثير الإضاءة للتيار الكهربائي.
التأثير الفسيولوجي للتيار الكهربائي
تظهر تأثيرات التيار الكهربائي على الجوانب الفسيولوجية لجسم الإنسان في عدة نقاط، ومنها:
- حدوث حروق داخلية في طبقات الجلد الأقل مقاومة، وفي حال عدم كونها قاتلة، قد تؤدي إلى إصابات مؤلمة وطويلة الأمد.
- تقلصات عضلية نتيجة التعرض لمحفز كهربائي خارجي تؤدي إلى انقباضات عضلية لاإرادية.
- قد يسبب التيار الكهربائي انقطاعاً في عملية التنفس.
- حدوث رجفان بطيني في القلب، مما يؤثر على تدفق الدم بشكل سليم. من الضروري تصحيح هذه الحالة بشكل عاجل، لأنها قد تؤدي إلى الوفاة في وقت قصير.
- يؤثر التيار الكهربائي على مستوى التحفيز العصبي، حيث يعتمد مقدار التيار المطلوب لتحفيز العضلات على التردد. فكلما زاد التردد، تقل الاستجابة العصبية العضلية بشكل ملحوظ.
