التأثيرات الناتجة عن التيار الكهربائي
يعبر التيار الكهربائي عن كمية الشحنة الكهربائية المارة خلال وحدة زمنية معينة، ويعتبر تدفق الإلكترونات عبر المواد الموصلة، مثل الأسلاك المعدنية، أحد أشكاله الأساسية. وعند تدفق التيار الكهربائي في دائرة مغلقة، تظهر عدة تأثيرات متباينة، منها:
التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي
عند مرور الإلكترونات عبر الموصل، يتولد مجال مغناطيسي حوله يتجه بشكل عمودي على مسار التيار الكهربائي. يمكن تحديد اتجاه هذا المجال باستخدام قاعدة اليد اليمنى التي اكتشفها العالم أُورستد. تُستخدم هذه الظاهرة في تصنيع مختلف المعدات الكهربائية والإلكترونية.
التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي
يمكن رؤية التأثيرات الكيميائية للتيار الكهربائي في المحاليل الكيميائية. فمثلاً، عند استخدام محلول كبريتات النحاس، يتم توليد تدفق كهربائي بواسطة أيون النحاس الموجب والإلكترون. تعرف هذه الظاهرة باسم التحليل الكهربائي، حيث يُشار إلى الطرف الموجب الذي يغمر في المحلول باسم الأنود والطرف السالب بالكاثود.
خلال العملية، يحدث تأين للمحلول إلى أيونات، مما يؤدي إلى ظهور بعض الخصائص الكيميائية مثل:
- ترسب المعادن على الأقطاب الكهربائية المغمورة في المحاليل.
- تغيير لون المحلول الكيميائي.
- تكوين فقاعات في المحلول.
- انطلاق الغاز من المحلول.
التأثير الحراري للتيار الكهربائي
عند سريان التيار الكهربائي عبر الأسلاك والمواد الموصلة، تواجه الإلكترونات مقاومة تؤدي إلى تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية. تُستخدم هذه الظاهرة في العديد من الأجهزة الأساسية مثل السخانات الشمسية وأجهزة التدفئة الكهربائية والمحمصات.
التأثير الضوئي للتيار الكهربائي
يتشكل الضوء كنتيجة لمرور التيار الكهربائي من خلال موصل كهربائي ذو مقاومة مرتفعة، مما يؤدي إلى ارتفاع حرارة الموصل تدريجياً ويظهر الضوء على شكل توهج. تُعرف هذه الظاهرة بتأثير الإضاءة الناجم عن التيار الكهربائي.
التأثير الفسيولوجي للتيار الكهربائي
يمكن أن يتجلى التأثير الكهربائي على الكائنات الحية في عدة جوانب، منها:
- حدوث حروق داخلية في طبقات الجلد الأقل مقاومة، وقد تؤدي هذه الحروق إلى إصابات مؤلمة إذا لم تكن قاتلة.
- حدوث انقباضات في العضلات نتيجة لتحفيز كهربائي خارجي ينجم عنه انقباضات غير إرادية.
- قد يتسبب التيار الكهربائي في انقطاع عملية التنفس.
- إمكانية حدوث رجفان بطيني في القلب، مما يعوق تدفق الدم، ويتطلب تصحيحاً فورياً لتجنب العواقب الوخيمة.
- التأثير على مستوى التحفيز العصبي، حيث يعتمد مقدار التيار الضروري لتحفيز العضلات على التردد، حيث تزداد الاستجابة بشكل ملحوظ عندما يقل التردد.
