البحث في الكهرباء وفوائدها وعيوبها
أولاً: فوائد الكهرباء
– نستخدمه لتشغيل بعض الآلات. نستخدمه لإضاءة المنازل والمصانع والشوارع … إلخ. يجب أن تعلم أننا نستخدمه لطهي الطعام والحفاظ عليه باردًا في الثلاجات حتى يصبح صالحًا للأكل.
تعد الكهرباء من أهم الاكتشافات التي قدمتها لنا العلوم الإنسانية، وأصبحت أيضًا جزءًا من الحياة الحديثة ولا يمكن للمرء أن يفكر في العالم بدونها.
للكهرباء استخدامات عديدة في حياتنا اليومية، فهي تستخدم في إنارة الغرف والمراوح والأجهزة المنزلية مثل المواقد الكهربائية والمكيفات وغيرها، كل هذا يوفر الراحة للناس. في المصانع، تعمل الآلات الكبيرة بمساعدة الكهرباء، والعناصر الأساسية مثل الطعام والقماش والورق وأشياء أخرى كثيرة هي نتاج الكهرباء. .
أحدثت وسائل النقل والمواصلات الحديثة ثورة. القطارات الكهربائية والعربات التي تعمل بالبطاريات وسيلة تنقل سريعة. كما توفر الكهرباء وسيلة للترفيه والراديو والتلفزيون والسينما. أكثر أشكال الترفيه شيوعًا هي نتيجة الكهرباء.
كما تم تطوير المعدات الحديثة مثل أجهزة الكمبيوتر والروبوتات بسبب الكهرباء، وتلعب الكهرباء دورًا محوريًا في مجالات الطب والجراحة أيضًا – مثل الأشعة السينية والرنين المغناطيسي والليزر وما إلى ذلك، ويزيد استخدام الكهرباء يومًا بعد يوم في اليوم. عد مباشرة إلى العصور الوسطى.
أضرار استخدام الكهرباء:
تشمل المخاطر الناشئة عن الاستخدام غير السليم للكهرباء الإصابات المباشرة والحرائق الناتجة عن الكهرباء والصدمات الكهربائية والحروق الناتجة عن التيار الكهربائي والإصابات غير المباشرة مثل الإصابات الناتجة عن السقوط من أعلى السلم بسبب الصدمة الكهربائية.
وتحدث حرائق كهربائية بسبب تريندات في درجة حرارة الآلات الكهربائية. أما الصدمة الكهربائية فتحدث بسبب مرور التيار الكهربائي عبر جسم الإنسان. أما الحروق الكهربائية فهي حروق ناتجة عن الكهرباء وتضر بأنسجة الجسم.
فيما يلي نتحدث بالتفصيل عن أضرار الكهرباء للإنسان ومن ثم تأثيرها وأضرارها على البيئة:
الصدمة أو الإصابة الكهربائية:
الإصابة الكهربائية هي رد فعل فسيولوجي ناتج عن مرور تيار كهربائي عبر الجسم (البشري). تحدث الصدمة الكهربائية عندما يتلامس جزء من الجسم مع أي مصدر للكهرباء مما يؤدي إلى مرور كمية كافية من التيار عبر لحم الضحية أو أحشاءه أو شعره. تعد الأسلاك أو الأجهزة التي تعمل بالطاقة هي السبب الأكثر شيوعًا للصدمة الكهربائية.
في حالات التعرض للجهد الكهربي العالي، على سبيل المثال في برج لنقل الطاقة، قد لا يكون الاتصال المادي بالأسلاك أو الأجسام النشطة ضروريًا للتسبب في حدوث صدمة كهربائية، لأن الجهد قد يكون كافياً لسد فجوة الهواء بين الجهاز الكهربائي أو أبراج الضغط العالي والضحية.
تعتمد الإصابة المتعلقة بالصدمة الكهربائية على حجم التيار، وقد تكون التيارات الصغيرة جدًا غير محسوسة أو تنتج إحساسًا بوخز خفيف. الصدمة التي يسببها التيار المنخفض الغير ضار بشكل طبيعي يمكن أن تثير الشخص وتسبب الإصابة بهزات مفاجئة بعيداً عن مصدر الكهرباء، وبالتالي تؤدي إلى الاصطدام بأحد الأجسام الثابتة، مما يؤدي إلى سقوط الجسم و إصابة.
قد تسبب التيارات القوية درجة معينة من عدم الراحة أو الألم، في حين أن التيارات الشديدة قد تسبب تقلصات عضلية لا إرادية، مما يمنع الضحية من التحرر من مصدر الكهرباء. عادةً ما تؤدي التيارات الأكبر إلى تلف الأنسجة وقد تؤدي إلى رجفان القلب أو توقف القلب، وقد يؤدي أي منها في النهاية إلى الوفاة. إذا كانت الوفاة ناتجة عن صدمة كهربائية، يُشار إلى سبب الوفاة عمومًا بالصعق الكهربائي.
التأثيرات العصبية:
يمكن أن يتسبب التيار في حدوث تداخل في التحكم في الأعصاب، خاصةً في القلب والرئتين، وقد ثبت أن الصدمة الكهربائية المتكررة أو الشديدة التي لا تؤدي إلى الوفاة تسبب اعتلال الأعصاب، وقد وجد بحث حديث أن الاختلافات الوظيفية في تنشيط العصب أثناء استخدام المكاني مهام الذاكرة والتعليم أيضا حركة العين تمت دراسة الآثار المترتبة على ضحايا الصدمة الكهربائية.
عندما يمر المسار الكهربائي عبر الرأس، مع وجود تيار كافٍ، يحدث فقدان الوعي دائمًا بسرعة. (تم تأكيد ذلك من خلال بعض التجارب الذاتية المحدودة من قبل المصممين الأوائل للكرسي الكهربائي والأبحاث من تربية الحيوانات، حيث تمت دراسة الكرسي الكهربائي على نطاق واسع.
الرجفان البطيني:
قد يؤدي الجهد الكهربائي المحلي (110 أو 230 فولت) أو التيار المتردد (50 هرتز أو 60 هرتز) (التيار المتردد) عبر الصدر لمدة جزء من الثانية إلى حدوث الرجفان البطيني عند تيارات تصل إلى 30 مللي أمبير.
مع التيار المباشر (DC) 300 إلى 500 مللي أمبير، إذا كان للتيار مسار مباشر إلى القلب (على سبيل المثال، عبر قسطرة قلبية أو أي نوع آخر من الأقطاب الكهربائية، يمكن أن يتسبب في تيار أقل بكثير من 1 مللي أمبير (تيار متردد) أو تيار مستمر) رجفان.
إذا لم يتم علاجها على الفور عن طريق إزالة الرجفان، فعادة ما تكون قاتلة لأن جميع ألياف عضلة القلب تتحرك بشكل مستقل بدلاً من النبضات المنسقة اللازمة لضخ الدم والحفاظ على الدورة الدموية.
الحروق الخارجية والداخلية:
يمكن للكهرباء بسبب المقاومة أن تسبب حروقًا واسعة وعميقة، وتميل مستويات الجهد من 500 إلى 1000 فولت إلى إحداث حروق داخلية بسبب الطاقة الكبيرة (بما يتناسب مع المدة التي تضاعف في مربع الجهد مقسومًا على المقاومة) المتوفرة من المصدر.
يحدث الضرر الناجم عن التيار من خلال تسخين الأنسجة، وفي معظم حالات الصدمة الكهربائية عالية الطاقة، سيصل تسخين الكهرباء في الأنسجة العميقة على طول الطرف إلى درجات حرارة مدمرة في غضون ثوانٍ.
تأثير إنتاج الكهرباء على البيئة:
في الولايات المتحدة، تم إنتاج حوالي 67٪ من إجمالي توليد الكهرباء في عام 2016 من: الوقود الأحفوري (الفحم والغاز الطبيعي والنفط) ونفس الشيء هو الحال في بقية العالم.
والمواد التي تأتي من النباتات (الكتلة الحيوية)، والنفايات المحلية والصناعية. تشمل الانبعاثات الناتجة عن احتراق الوقود لتوليد هذه الكهرباء ما يلي:
– ثاني أكسيد الكربون (CO2) – أول أكسيد الكربون – ثاني أكسيد الكبريت (SO2) – أكاسيد النيتروجين – الجسيمات الضارة بالبيئة – المعادن الثقيلة مثل الزئبق، بالإضافة إلى ذلك، يتم توليد بعض الكهرباء من المفاعلات النووية التي تترك وراءها مخلفات خطيرة.
جميع منتجات الاحتراق تقريبًا لها تأثيرات سلبية على البيئة وصحة الإنسان: ثاني أكسيد الكربون هو أحد غازات الاحتباس الحراري ويساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري. يتسبب ثاني أكسيد الكبريت في هطول أمطار حمضية ضارة بالنباتات والحيوانات التي تعيش في الماء، كما يؤدي غاز ثاني أكسيد الكبريت إلى تفاقم أمراض الجهاز التنفسي والقلب، خاصة عند الأطفال وكبار السن. تساهم أكاسيد النيتروجين في مستوى الأوزون الأرضي، مما يهيج الرئتين ويتلفهما. تخلق نتائج PMP ظروفًا ضبابية في المدن والمناطق ذات المناظر الخلابة، بالإضافة إلى الأوزون، مما يساهم في الإصابة بالربو والتهاب الشعب الهوائية المزمن، خاصة عند الأطفال وكبار السن. يُعتقد أيضًا أن جزيئات الصباغ الصغيرة جدًا أو الرقيقة تسبب انتفاخ الرئة وسرطان الرئة. المعادن الثقيلة مثل الزئبق تشكل خطرا على صحة الإنسان.
“تناولنا في هذا المقال بعض المعلومات المهمة عن الكهرباء، وتناولنا فوائدها وأضرارها، وتبقى أهمية الكهرباء أكبر بكثير من أضرارها، خاصة مع تطوير إجراءات السلامة لحمايتنا من أخطارها، وكذلك محاولة لتوليد الكهرباء من عناصر نظيفة حفاظا على البيئة “.