Language
Country/Area
No result found
الاستخدامات المذهلة للشرارات الكهربائية: لماذا يمكنها إشعال محركات السيارات ونقل الإشارات اللاسلكية؟
الشرارة هي تفريغ كهربائي مفاجئ يحدث عندما يخلق مجال كهربائي عالي مسارًا مشحونًا عبر وسط عازل عادةً مثل الهواء أو أي غاز آخر. وقد وصف مايكل فاراداي هذه الظاهرة بأنها "الوميض الجميل من الضوء الذي يصاحب التفريغ المعتاد للكهرباء". وبسبب هذا التغير السريع في الحالة، فإن الشرارة سوف تصدر ضوءًا لفترة وجيزة، ويصاحبها صوت فرقعة حاد.
يعود تاريخ الشرارات الكهربائية إلى القرن السابع عشر، عندما اكتشف لايبنتز أن الشرارات مرتبطة بالظواهر الكهربائية. مع مرور الوقت، أجرى العديد من العلماء تجارب ووضعوا الأساس لتطبيقات مختلفة لهذه الظاهرة. في عام 1752، نجح بنيامين فرانكلين في استخراج الشرارات من السحب في تجربة الطائرة الورقية الشهيرة، مما أثبت بشكل أكبر الارتباط بين البرق والكهرباء.تحدث الشرارات عندما يتجاوز المجال الكهربائي المطبق قوة اختراق العازل للوسط. بالنسبة للهواء عند مستوى سطح البحر، تكون قوة الكسر حوالي 30 كيلو فولت/سم.
استخدام الشرارة الكهربائية
إذن، ما هي استخدامات الشرارة الكهربائية؟ أولاً، فهي مكون أساسي في شمعات الإشعال لمحركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالبنزين. يؤدي التفريغ الكهربائي داخل شمعة الإشعال إلى إشعال خليط الوقود والهواء وتشغيل المحرك. تُستخدم الشرارات أيضًا في مشعلات اللهب في بعض المواقد وأفران الغاز، لتحل محل اللهب الصغير التقليدي. تتمتع هذه المشعلات أيضًا بميزة أمان تكتشف التوصيل الكهربائي للهب لضمان إمكانية إعادة تشغيلها في حالة انطفاء اللهب.
تلعب الشرارات الكهربائية أيضًا دورًا مهمًا في الاتصالات اللاسلكية. تستخدم أجهزة إرسال فجوة الشرر شرارات كهربائية لتوليد إشعاع كهرومغناطيسي بتردد لاسلكي يمكن استخدامه في الاتصالات اللاسلكية.
بالإضافة إلى النقل والمعدات المنزلية، يتم استخدام EDM أيضًا على نطاق واسع في مجال معالجة المعادن. تستخدم عملية التفريغ الكهربائي (EDM)، المعروفة أيضًا باسم عملية الشرارة، تفريغ الشرارة لإزالة المواد من قطعة العمل. تعد عملية التلبيد البلازمي الشراري (SPS) إحدى تقنيات التلبيد التي تستخدم تيارًا مباشرًا نبضيًا يمر عبر مساحيق موصلة، وهي أسرع بكثير من عملية الضغط الساكن الساخن التقليدية.
التحليل الكيميائي ومخاطر السلامة
في التحليل الكيميائي، يمكن للشرارات الكهربائية أن تصدر ضوءًا قويًا، والذي يستخدم في مطيافية انبعاث الشرارات. بالإضافة إلى ذلك، فإن التحليل الطيفي للاضطراب الناتج عن الليزر (LIBS) هو تقنية تستخدم أشعة الليزر النبضية عالية الطاقة لإثارة الذرات في العينة.
على الرغم من أن EDMs لها العديد من التطبيقات المفيدة، إلا أنها تأتي أيضًا مع بعض المخاطر. يمكن أن تؤدي الشرارات الكهربائية إلى نشوب حريق، وخاصة في وجود مواد أو غازات قابلة للاشتعال.
على سبيل المثال، حتى الشرارة الصغيرة يمكن أن تشعل أبخرة قابلة للاشتعال، وحتى إشعال الضوء أو أي دائرة أخرى يمكن أن يولد تفريغات كهربائية ساكنة يمكن أن تسبب مشاكل خطيرة تتعلق بالسلامة. يمكن أن تسبب الشرارات ذات الجهد العالي حروقًا شديدة لجسم الإنسان عند ملامستها للطاقة الكهربائية وقد تؤثر حتى على الأعضاء الداخلية مثل القلب.
