آثار التيار الكهربائي
يُعتبر التيار الكهربائي مقياساً للشحنة الكهربائية المنتقلة خلال وحدة زمنية معينة، حيث يُمثل تدفق الإلكترونات عبر الموصلات مثل الأسلاك المعدنية والمواد الموصلة الأخرى. وعند تدفق التيار الكهربائي خلال الموصلات ضمن دائرة مغلقة، تظهر تأثيرات متعددة للتيار الكهربائي، ومن أبرزها:
التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي
عندما تتحرك الإلكترونات داخل الموصل أو السلك، تتولد حوله مجالات مغناطيسية تتجه بشكل عمودي على مسار التيار الكهربائي. يمكن استخدام قاعدة اليد اليمنى المكتشفة من قبل العالم أورستد لتحديد اتجاه هذا المجال. يُستفيد من هذه المجالات المغناطيسية في صناعة مجموعة متنوعة من المعدات الإلكترونية والكهربائية.
التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي
يتميز التأثير الكيميائي للتيار الكهربائي بأنه يظهر من خلال المحاليل الكيميائية. على سبيل المثال، عند استخدام محلول كبريتات النحاس، يعمل كل من أيون النحاس الموجب والإلكترونات على توصيل الكهرباء. تُعرف هذه العملية باسم التحليل الكهربائي، حيث يُطلق على الطرف الموجب الموجود في المحلول اسم الأنود وعلى الطرف السالب اسم الكاثود.
عند مرور التيار الكهربائي عبر المحلول، يحدث تأين للمحلول إلى أيونات. وقد تظهر عدة مظاهر كيميائية أثناء عملية التحليل الكهربائي، ومنها:
- ترسب المعادن على الأقطاب الكهربائية المغمورة في المحاليل الكهربائية.
- تغيير لون المحلول الكيميائي.
- إنتاج فقاعات في المحلول.
- إطلاق غازات من المحلول.
التأثير الحراري للتيار الكهربائي
عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر المواد الموصلة مثل الأسلاك، يحدث مقاومة لحركة الإلكترونات، مما يؤدي إلى تحويل هذه المقاومة إلى طاقة حرارية. هذا التحويل يُستخدم في العديد من الأجهزة المهمة مثل السخانات الشمسية وأجهزة التدفئة الكهربائية والمحمصات.
التأثير الضوئي للتيار الكهربائي
يعتبر الضوء نتيجة لتدفق التيار الكهربائي من خلال موصل كهربائي ذو مقاومة عالية. مع زيادة تدفق التيار، ترتفع حرارة الموصل تدريجياً حتى يظهر الضوء. يُعرف هذا باسم تأثير الإضاءة الناتج عن التيار الكهربائي.
التأثير الفسيولوجي للتيار الكهربائي
يبين التأثير الفسيولوجي للتيار الكهربائي تأثيراته المتعددة على جسم الإنسان من خلال عدة جوانب، مثل:
- حدوث حروق داخلية في طبقات الجلد ذات المقاومة الكهربائية المنخفضة، وإذا كانت هذه الحروق غير قاتلة، فقد تسبب إصابات مؤلمة وطويلة الأمد.
- حدوث تقلصات في العضلات نتيجة التعرض لمحفز كهربائي خارجي، مما يؤدي إلى انقباضات لاإرادية طويلة الأمد.
- قد يؤدي التيار الكهربائي إلى انقطاع في عملية التنفس.
- حدوث رجفان بطيني في القلب، مما يؤدي إلى ارتجاف غير منتظم، الأمر الذي يمنع تدفق الدم بشكل سليم، وضرورة علاجه الفوري لتفادي الموت خلال فترة قصيرة.
- يؤثر التيار الكهربائي على مستوى التحفيز العصبي، حيث يعتمد مقدار التيار المطلوب لتحفيز العضلات على التردد، وكلما زاد التردد، تضاء استجابة الخلايا العصبية العضلية بشكل ملحوظ.