يمكنك الاستماع لهذه المقالة عبر:

https://soundcloud.com/n-scientific/vifqz08ukgwp

لماذا بعض الأجهزة تملك مقابس ثنائية وأخرى ثلاثية؟

دعونا نبدأ بالمنافذ التي توجد على الجدار، عندما تنظر إلى المنفذ العادي في منزلك ستجد أنه يتكون من ثلاث شقوق.

اثنين بشكل عرضي وأعلاهما شق واحد عمودي الشق الأيسر يطلق عليه “متعادل” أما الشق الأيمن يطلق عليه “حار” والشق أعلاهما يسمى “أرضي”.

بينما تتأمل الأجهزة التي تحيط بك في كل جانب ستجد أن الأجهزة التي تتكون من صندوق معدني غالباً ما يكون مقبسها ثلاثي كالمايكرويف. هذا ينطبق أيضاً على بعض الأجهزة الأخرى كجهاز الكمبيوتر مثلاً الذي يحوي بداخله صندوق معدني لتزويده بالطاقة حتى وإن كان يأتي بحافظة بلاستيكية.

الفكرة وراء التأريض والشق الأرضي هو حماية الأشخاص الذين يستخدمون الجهاز الإلكتروني من الصدمة الكهربائية لذلك كون الصندوق المعدني متصل بالشق الأرضي فاطمئن أنت في أمان !

إنه من الآمن الجلوس في السيارة حتى وإن ضربتها صاعقة طالما  لم تلمس أي جزء معدني فيها

عندما تضرب الصاعقة السيارة، تتوزع معظم الشحنات الكهربائية على سطح السيارة الخارجي ومن ثم تفرغه في الأرض.

تعمل هذه الظاهرة وفقاً لمبدأ قفص فاراداي الذي سمي تيمناً بالعالم الإنجليزي. حيث ينص بدوره أن الشحنات الكهربائية بشكل عام تتجمع على سطح المعدن بينما تكون الأجسام داخلها في معزل عن الكهرباء (جهاز المايكروويف يعتبر أحد الأمثلة على قفص فارادي).

ولكن انتبه أن الحديث هنا ينطبق بصورة مثلى على السيارات ذات السطح المعدني.

أيضاً تجنب استخدام الراديو، شاحن الهاتف، جهاز الملاحة أو أي نظام كهربائي في السيارة وقت العاصفة تجنباً لحدوث أي تسرب كهربائي. هذا سيبقيك في أمان طالما لم تلمس أي جزء معدني فيها.

إذاً في حال حدوث عاصفة رعدية بالقرب منك، اجلس بثبات في سيارتك.

وقد قامو بهذه التجربة المثيرة في برنامج TOP GEAR عن طريق إصابة السيارة بصاعقة كهربائية مقدارها ٨٠٠،٠٠٠ فولت

https://www.youtube.com/watch?v=ve6XGKZxYxA

هل تساءلت يوماً عن فائدة الجسم الاسطواني الذي يقبع على نهاية سلك شاحن حاسبك المحمول؟

عادة ما تتواجد هذه الأسطوانة على أسلاك شواحن الطابعات والشاشات وغيرها من الأجهزة الالكترونية.

هذا الجسم يسمى “Ferrite Bead” ، إذا قمت بفتح الاسطوانة لن تجد أي جهاز الكتروني معقد ولكن مجرد أسطوانة ذات خواص مغناطيسية.

عند مرور التيار الكهربائي خلال السلك، ينتج بداخله طاقة لاسلكية تبعث بدورها خارج السلك على شكل موجات. هذا التداخل الكهرومغناطيسيEMI غير مستحب إذ يسبب التشويش والتداخل مع الأجهزة الأخرى.

مثلاً إذا قمت بوصل الكاميرا بحاسبك المحمول سينتج ذلك تشويش على شاشة جهازك في حالة عدم وجود تلك الأسطوانة.

بالتالي يعمل هذا الجسم على تخفيف حدة هذه الموجات أو منعها كما يساعد على تقليل الفاقد من الطاقة عبر توجيهها إلى الجهاز المراد شحنه.

عملياً يكون المنع فعال بشكل أكبر عند مصدر تلك الأشعة لذلك تجده على نهاية السلك.

لا شك أنك تحفظ عن ظهر قلب العبارات التالية عن أخطار الكهرباء:

لا تضع أصبعك في منافذ الكهرباء،

تجنب استخدام الأجهزة الكهربائية بالقرب من الماء أو لا تتسلق أبراج الكهرباء!

لذلك لربما دهشت من منظر تلك الطيور وهي تقف بتبجح على خطوط الكهرباء بدون أن تصاب بأدنى أذى أو صدمة كهربائية.

إذن ما الذي يحدث؟

بدايةً إن كنت تظن أن الأسلاك معزولة فأنت مخطئ، تلك الأسلاك مكشوفة عكس ما نجده في منازلنا

عادةً ما تكون الأسلاك مصنوعة من النحاس وهي موصل ممتاز للكهرباء عكس جسم الكائن الحي.

ولأن الكهرباء كسولة فهي دائماً ما تختار المسار الأسهل الأقل مقاومة في العبور، بناءً على ذلك تتجاهل الكهرباء جسم الكائن الحي وتسلك في طريقها المعتاد عبر “السلك النحاسي”

سبب آخر هو عدم وجود فرق بالجهد بين رجلي الطائر، فالكهرباء تسري في مسار مغلق من الجهد الأعلى إلى الجهد الأقل كالماء تماماً، لذلك وقوفها على سلك كهربائي لا يشكل فرقاً يذكر في الجهد.

ولكن إذا لامس الطائر الأرض في وقت وقوفه على السلك أو حرك جناحه فلامس خط آخر بجهد مختلف فسيتطاير ريشه مُودعاً.

تلك من أسباب كون أسلاك الكهرباء تُحمل على أبراج مرتفعة مع مسافات مدروسة بين الأسلاك!

المصادر:

http://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/question110.htm

http://www.weather.com/storms/tornado/news/what-happens-when-lightning-hits-car-20140625

http://www.arnoldclark.com/newsroom/239-how-to-stay-safe-in-your-car-during-a-thunder-and-lightning-storm

http://wonderopolis.org/wonder/do-birds-get-shocked-when-they-sit-on-wires/

https://en.wikipedia.org/wiki/Ferrite_bead