تأثيرات التيار الكهربائي
يُعرف التيار الكهربائي بأنه كمية الشحنة الكهربائية التي تنقل في وحدة زمنية معينة، مما يعبر عن تدفق الإلكترونات عبر المواد الموصلة مثل الأسلاك المعدنية والمواد الأخرى القادرة على توصيل الكهرباء. عند تدفق التيار الكهربائي خلال المواد الموصلة وفي دوائر مغلقة، تظهر عدة تأثيرات مميزة، ومن أبرزها:
التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي
عند مرور الإلكترونات عبر الموصل أو السلك، يُولد ذلك مجالًا مغناطيسيًا محيطًا بالموصل يتجه عمودياً على التيار الكهربائي. يُحدد اتجاه المجال الكهربائي بواسطة قاعدة اليد اليمنى، المُكتشفة من قِبل العالم أورستد. يستخدم هذا المجال الكهربائي في العديد من التطبيقات الصناعية لأجهزة الكترونية وكهربائية متنوعة.
التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي
يظهر التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي من خلال المحاليل الكيميائية. على سبيل المثال، عند إدخال محلول كبريتات النحاس، يسهم كل من أيون النحاس الموجب والإلكترون في عملية توصيل الكهرباء والتي تُعرف بالتحليل الكهربائي. يُطلق على الطرف الموجب، المغمور في المحلول، اسم “الأنود”، بينما يُشار إلى الطرف السالب باسم “الكاثود”.
عند مرور التيار الكهربائي عبر محلول كيميائي، يحدث تأين للمحلول إلى أيونات. وتظهر عدة مظاهر كيميائية أثناء عملية التحليل الكهربائي مثل:
- ترسب المعادن على الأقطاب الكهربائية المغمورة في المحاليل.
- تغيير لون المحلول الكيميائي.
- تكوين فقاعات في المحلول.
- إطلاق الغاز من المحلول.
التأثير الحراري للتيار الكهربائي
عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر الأسلاك والمواد المعدنية، تتعرض حركة الإلكترونات لمقاومة من المقاومات أو الأسلاك، مما يؤدي إلى تحول هذه المقاومة إلى طاقة حرارية. وهذا التحول يُعتبر أساس عمل العديد من الأجهزة المهمة مثل السخانات الشمسية، وأجهزة التدفئة الكهربائية، وآلات التحميص.
التأثير الضوئي للتيار الكهربائي
يُعد الضوء شكلًا من أشكال المقاومة في الدائرة الكهربائية، حيث يتدفق التيار الكهربائي عبر موصل كهربائي عالي المقاومة. نتيجة لذلك، ترتفع درجة حرارة الموصل تدريجيًا حتى يظهر الضوء بشكل متوهج، وهو ما يُعرف بتأثير الإضاءة للتيار الكهربائي.
التأثير الفسيولوجي للتيار الكهربائي
يتجلى التأثير الفسيولوجي للتيار الكهربائي في عدة جوانب تتعلق بجسد الإنسان، مثل:
- إمكانية حدوث حروق داخلية في الطبقات الأقل مقاومة من الجلد، والذي قد يسبب إصابات مؤلمة وطويلة الأمد حتى وإن لم تكن قاتلة.
- حدوث تقلصات في العضلات نتيجة التعرض لمحفز كهربائي خارجي، مما يؤدي إلى انقباضات لاإرادية طويلة الأمد.
- قد يُسفر التيار الكهربائي عن انقطاع عمليات التنفس.
- ظهور حالة رجفان بطيني في القلب واهتزاز البطينات بصورة غير منتظمة، مما يمنع تدفق الدم بشكل طبيعي ويستدعي تصحيحًا فوريًا لتجنب العواقب الوخيمة.
- يؤثر التيار الكهربائي على مستوى التحفيز العصبي، حيث إن مقدار التيار المطلوب لتحفيز العضلات يعتمد على التردد، وكلما زاد التردد، تقل استجابة الخلايا العصبية بشكل كبير.