قانون فاراداي في الكهرباء
محتويات
الكهرباء المتحركة
سميت الكهرباء المتحركة بهذا الاسم؛ لأنها تعبرعن سيل من الشحنات الكهربائية المارة عبر موصل، والشحنة الكهربائية تبعًا لفقد المادة أو كسبها للإلكترونات تقسم إلى قسمين: شحنة سالبة في حالة كسب المادة للإلكترونات، وأما في حالة فقدها تكون الشحنة موجبة، وقد تكون متعادلة في الأجسام إذا كانت غير مشحونة أي أن عدد الشحنات الموجبة فيها تساوي السالبة ومن خلال هذا المقال ستنطرق للحديث عن قانون فاراداي في الكهرباء وفضله بذلك.
مايكل فاراداي
ولد عالم الفيزياء والكيمياء الإنجليزي مايكل فاراداي في 22 سبتمبرعام 1791م وتوفي في 25 أغسطس عام 1867م في إنجلترا، حيث أن العديد من تجاربه ساهمت بشكل كبير في فهم الكهرومغناطيسية بالرغم من أن بدايته المهنية كانت ككيميائي في القرن التاسع عشر، وكتب حينها كتاب اعتُبر دليلًا للكيمياء العملية ويكشف عن إتقانه للجوانب الفنية، واكتشف عددًا من المركبات العضوية الجديدة كالبنزين، وبالإضافة إلى ذلك فإنه ساهم بشكل رئيسي في مجال الكهرباء والمغناطيسية، ومن إنجازاته التي استخدم فيها الإساس التجريبي والنظري في هذا المجال سيتم ذكرها فيما يلي:[١]
- كان فارادي أول من قام بإنتاج تيار كهربائي من مجال مغناطيسي.
- يعتبر أول من اخترع محرك كهربائي ودينامو وأظهر العلاقة بين الكهرباء والروابط الكيميائية.
- اكتشف فارادي تأثير المغناطيسية على الضوء.
- فسرالسلوك الغريب لبعض المواد في المجالات المغناطيسية القوية.
قانون فاراداي في الكهرباء
بداية سيتم تعريف التحليل الكهربائي وهو مرور تيار كهربائي خلال محلول كهرلي أي أنه موصل للتيار الكهربائي وينتج عن ذلك تحرك الأيونات الموجبة إلى المصعد لتختزل وتتحرك الأيونات السالبة إلى المهبط لتتأكسد وينشأ التيارالكهربائي من تدفق هذه الشحنات، ويمكن حساب التيار من خلال العلاقة التيار الكهربائي = كمية الشحنات الكهربائية / الزمن، ويقاس التيار بوحدة أمبير أما عن الشحنة فتقاس بوحدة كولوم والزمن بالثانية.[٢] يعبر فاراداي عن كمية الشحنة الكهربائية لكل مول واحد من الإلكترونات بثابت يسمى ثابت فاراداي ويرمز له بالرمزF ويساوي 96485 كولوم/ مول، وقانون فاراداي الأول في التحليل الكهربائي نصه تتناسب كتلة المادة المستهلكة أو الناتجة في أي قطب كهربائي تناسبًا طرديًا مع كمية الكهرباء أو الشحنة الكهربائية التي تم تمريرها، ويتم التعبيرعن قانون فاراداي رياضيًا من خلال العلاقة: m = ZQ، حيث أن m هي الكتلة بوحدة الغرام وQ مقدار الشحنة بوحدة كولوم و Z هي ثابت التناسب أو المكافئ الكهروكيميائي والذي يبلغ قيمته 96,485 غرام/كولوم ويعرف بأنه كتلة المادة التي نتتج في القطب الكهربائي أثناء التحليل الكهربائي بواسطة كولوم واحد من الشحنة[٢]، وأما عن قانون فارادي الثاني في التحليل الكهربائي ينص على أن تشكل كمية العناصر المختلفة المارة بكمية معينة من الكهرباء تناسبًا مع أوزانها المكافئة الكيميائية[١].
قانون فاراداي في الحث الكهرومغناطيسي
يصف قانون فاراداي في الحث كيفية توليد تيار الكهربائي من مجال مغناطيسي في الموصل، وعلى العكس من ذلك اكتشف فارادي الحث الكهرومغناطيسي في عام 1830م، وكان ذلك مهمًا جدًا لاكتشاف المحركات والمولدات والمحولات الكهربائية التي تشكل أساس التكنولوجيا الحديثة، وبعد ذلك قام أستاذ الفيزياء مايكل دوبسون في جامعة كولورادو بدمج قانون فاراداي مع معادلات ماكسويل لأنها تعد أكثر شمولًا ومن ثم قام عالم الفيزياء جيمس كليرك ماكسويل بتطوير هذه المعادلات لشرح العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية وتوحيدها بشكل أساسي في قوة مغناطيس كهربائي واحدة ووصف الموجات الكهرومغناطيسية التي تشكل موجات الراديو والضوء المرئي والأشعة السينية.[٣]المراجع[+]
- ^ أ ب "Michael Faraday", www.britannica.com, Retrieved 6-6-2019. Edited.
- ^ أ ب "Faraday's Laws of Electrolysis: Definition & Equation", study.com, Retrieved 6-6-2019. Edited.
- ↑ "?What Is Faraday’s Law of Induction", www.livescience.com, Retrieved 6-6-2019. Edited.
