السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
أولا :
سبب الدرس التالي هو أنني في أحد الدروس السابقة حذرت من أن لمس المكثف بعد فصل التيار الكهربي قد يقتل الإنسان بسب الفولتات المختزنة فيه وقد ناقشني في ذلك الأخ الفاضل المهندس dhofar مشرف بالمنتدى وهو يعمل كما قال : (أعمل مهندس لسنين طويلة في مجال الارسال للموجة المتوسطة)
ولذلك فإن كلامه يحتوى على الكثير من الفوائد إلا أنه فى مناقشته الطيبة الأخيرة قد اعترض على تحذيرى السابق حيث قال في بيان رأيه :
( التحذير بعدم فتح صندوق مغذي الكهرباء حتي بعد فصل الكهرباء عنه وانه قادر من خلال الكهرباء المخزنة بالمكثفات علي قتل انسان لا اضنه صحيح في اكثر الاحوال تشاؤما ... لقتل انسان نحتاج الي فرق جهد معقول جدا بالاضافة الي شدة تيار وهذا مالا يتحقق في القطع المكونة لمغذي الكهرباء للكمبيوتر ! حتي مع وجود هذه الاحوال اي فرق الجهد وشدة التيار لابد من مخزون للمكثف ليعطي وقتا مقبولا في شل الحركة او درجة الوصول الي القتل . . ولكن لا انصح ابدا باي حال من الاحوال فعل ذلك ويحبذ دائما للفنيين او ذو الاختصاص هو تفريغ اي شحنة كهربائية قبل القيام باي عمل صيانه لاي جهاز .من خلال التفريغ الشحنات الكهربائية للقطع المكونة للحاوي او لاي جهاز .) انتهى كلام الأخ الفاضل المهندس dhofar

فوجدت هذه المناقشة الطيبة فرصة لعرض هذا الدرس لمعرفة ما هو فرق الجهد والتيار وكيف ينتقل ومتى نقول أن هناك تيارا يسري في سلك , ثم تطبيق ذلك في حالة المكثف وهو أحد العناصر الهامة في الدوائر الالكترونية بالحاسب والكثير من الفوائد الأخرى إن شاء الله تعالى
ثانيا :الدرس السابع :
مقدمة فيزيائية لفهم المشكلات الكهربية للحاسب والأمان الكهربي
الجزء الأول :
سأبدأ بذكر المراجع لتوثيق ما يلي من معلومات مقتصرا على ذكر بعضها وبعض المؤلفين لعدم الإطالة :
1- " أساسيات الفيزياء " للعالم الفيزيائي بوش أستاذ الفيزياء بجامعة دايتون ومراجعة الأستاذ الدكتور محمد عبد المقصود أستاذ الفيزياء النووية بجامعة القاهرة
2- " الكهربية والمغناطيسية " تأليف العالم الفيزيائى إدوارد بيرسل أستاذ الفيزياء بجامعة هارفارد وترجمة ومراجعة ثلاثة أساتذة بدرجة أستاذ دكتور فى الفيزياء بجامعة القاهرة
3- " أساسيات الفيزياء الكلاسيكية والمعاصرة" للدكتور رأفت كامل أستاذ الفيزياء بجامعة القاهرة ورئيس الشبكة العربية لتعليم الفيزياء - اليونسكو
4- " العلاج الطبيعى" للأستاذ الدكتور أحمد خالد رئيس قسم الروماتيزم والتأهيل بطب القاهرة ورئيس الجمعية المصرية لأمراض المفاصل والروماتيزم وعضو الجمعية الدولية لأمراض الروماتيزم

ومراجع أخرى كثيرة لم أذكرها لعدم الإطالة
الجزء الثاني :

1- في الذرة يوجد بالنواة بروتونات موجبة الشحنة ويدور حولها الكترونات سالبة الشحنة وفي الظروف العادية تكون الذرة متعادلة لأن عدد الشحنات السالبة يساوي عدد الشحنات الموجبة

2- إذا اكتسبت الذرة إلكترونا سالبا فإنها تصبح أيونا سالبا بسبب زيادة الشحنات السالبة عن الموجبة , وبالعكس إذا فقدت إلكترونا تصبح أيونا موجبا بسبب زيادة الشحنات الموجبة عن السالبة

3- الشحنات المتشابهة تتنافر أي تبتعد عن بعضها والشحنات المختلفة تتجاذب , وبذلك فالموجب يتنافر مع الموجب بينما يوجد قوة تجاذب بين الموجب والسالب

4- إذا كان عندنا بطارية جهدها مثلا 12 فولت , فهذا معناه أن هناك فرقا في الجهد بين قطبيها الموجب والسالب مقداره 12 فولت
5- عند توصيل سلك موصل بين قطبي البطارية فإن الالكترونات تنتقل عبر السلك من النقطة ذات الجهد المنخفض (القطب السالب ) إلى النقطة ذات الجهد الأعلى (القطب الموجب)
فلابد أن يكون هناك فرقا في الجهد بين النقطتين حتى يتحرك الإلكترون بينهما وهذه الحركة هي التي ينتج منها التيار الكهربي ( ليست أي حركة للالكترونات تعتبر تيارا كهربيا , ولكن هناك ضوابط يطول شرحها )

6- حركة الالكترونات في الدائرة الكهربية من نقطة الجهد المنخفض (القطب السالب ) إلى نقطة الجهد الأعلى (القطب الموجب) هي ما يسمى بالتيار الكهربي , و الاتجاه المذكور للحركة هو الاتجاه الفعلي للتيار الكهربي
( هناك اتجاه اصطلاحي آخر ناتج من افتراض بنيامين فرانكلين في أوائل القرن ال 18 وقد ثبت خطأه بعد ذلك وهو افتراض أن التيار إنما ينشأ من حركة الشحنات الموجبة من نقطة الجهد الأعلى ( القطب الموجب ) إلى نقطة الجهد المنخفض ( القطب السالب) ولن أذكره حتى لا يلتبس الفهم و لعدم الإطالة )

7- مما سبق يتضح أن فرق الجهد بين نقطتين يؤدي إلى تيار كهربي , وكلما ازداد فرق الجهد أدى ذلك إلى زيادة شدة التيار الكهربي .
فرق الجهد <----------تيار كهربي

8- شدة التيار تقاس بالأمبير (أو كولوم لكل ثانية) وهو عدد الشحنات التي تمر بنقطة معينة في السلك في الثانية

9- شدة التيار تقاس بجهاز الأميتر حيث أنه يوصل بالدائرة (بطريقة معينة) فيمر التيار خلاله فيتم تسجيل شدته وهي كمية الشحنة التي تمر خلاله في الثانية الواحدة . أما فرق الجهد بين نقطتين فيقاس بجهاز الفولتميتر وتكون وحدة القياس هي الفولت , والآن يوجد جهاز الملتيميتر وهو يستخدم لقياسات متعددة كشدة التيار وفرق الجهد وغيرها
الجزء الثالث : تطبيقات علمية وطبية توضح ذلك :

التطبيق الأول ::

جاء في المرجع رقم (4 ) :
( سادسا : أساور الروماتيزم وهي أساور من النحاس والقصدير , أو أساور من النحاس فقط ------- . وتلبس الأساور في رسغ اليد وتترك لعدة أيام , فإذا ما كانت هناك آلام بالأصابع أو الرسغ أو الكوع أو الكتف أو الذراع فإنها تتحسن بعد بضعة أيام . وفكرة هذه الأساور تعتمد على خلق فرق جهد كهربي بين النحاس ومحلول الملح الذي يخرج من غدد العرق بالجلد , وبذلك ينشأ تيار كهربي مستمر في رسغ اليد يعمل على التخفيف من الأم الموجود في الطرف)
التطبيق الثاني :
سبحان الله سبحان الله:
( الجزء التالى منقول حرفيا ولا أتذكر المرجع):
(المخ البشري نفسه يتواصل ما بين أجزائه المختلفة و يتصل بكافة أعضاء الجسم بواسطة الكهرباء الحيوية أي أنَّ مرور تيار كهربي محكوم الشدة في المخ ليس مضرًا من أساسه ! فمنَ المعْـروفِ أنَّ أحد وسائلِ نقل الرسائل العصبية بين الخلايا في المخِّ هو فرق الجهد الكهربي وَ هوَ نفسهُ المسئول عما هو معروف من أنَّ المخَّ ينبِضُ بالكهرباءِ و يمكنُ تسجيل ذلك على شكلِ موجات كهربية بواسطة رسام المخ الكهربي ؛ و لقد وجِـدَ أن الاضطراب في الموجاتِ الكهْربيَّـةِ للمخِّ يصاحِبُ بعضَ الأمراضِ النفسيةِ "كسببٍ أو كنتيجةٍ" و بالتالي فإنَّ أيَّـةَ إمكانيَّـةٍ لضبطِ هذه الموجاتِ الكهربيةِ و تنظيمِ إيقاعاتها يساهِمُ في تحسينِ الحالَةِ النفسيةِ للمريض ) انتهىِ .

وفى مقال في الطب النفسى كتبه أ.د. وائل أبو هندى:
( يتكونُ المخُّ البشَرِيُّ من آلافِ الملايينِ من الخلايا العصبيةِ .....الطريقة التي يتم بها انتقال الإشارة العصبية من خلية عصبيةٍ إلى أخرى فهيَ بصورةٍ مبسطةٍ مرور الإشارة العصبية في شكل تغيرات متتابعة في فرق الجهد الكهربي من الخلية العصبية الأولي ….عبر محورها العصبي إلى أن يصل إلى آخر) انتهى
الجزء الرابع :
ما هي شدة التيار الكهربي اللازمة لقتل إنسان ؟
جاء في المرجع رقم ( 1) ما يلي :
(الكهرباء قد تقتل الإنسان بإحدى طريقتين : بأن تسبب عطبا في عضلات القلب والرئتين ( أو أية أعضاء حيوية أخرى ) أو أن تسبب حروقا قاتلة . يمكن لقدر ضئيل من التيار الكهربائي أن يعطل عمل الخلية بشدة في ذلك الجزء من الجسم الذي يمر خلاله . عندما تكون قيمة التيار الكهربى 0.001 أمبير أو أكبر فإن الانسان يستطيع أن يشعر بإحساس الصدمة . وعند تيارات أكبر من هذا بعشر مرات 0.01أمبير فإن الانسان لا يكون قادرا على ترك السلك الكهربائى من يده لأن التيار يجعل عضلات اليد تنقبض بعنف . التيارات الأكبر من ,02 أمبير خلال جذع الإنسان تصاب عضلات التنفس بالشلل ويتوقف التنفس , وما لم يجر التنفس الصناعى على الفور فإن الضحية تختنق . ----- إذ لو مر تيار يبلغ ,1 أمبير خلال منطقة القلب فإنه يصدم عضلات القلب فيحدث فيها إنقباضات سريعة وغير منتظمة بحيث لا يعود القلب يعمل وفى النهاية فإن تيارا مقداره واحد أمبير أو أكثر يسبب حروقا خطيرة إذا مر خلال أنسجة الجسم (. انتهى
التعليق:
كما ورد بالمرجع نرى أن تيارا شدته 0,1 أمبير قد يكفى لقتل إنسان
وهذا يمكن توفيره من فرق صغير فى الجهد
فكما ينص قانون أوم أن شدة التيار يمكن معرفتها بقسمة فرق الجهد على المقاومة
فلو افترضنا أن دائرة بها مقاومة 4 أوم وبطارية 12 فولت فقط فستكون شدة التيار الناتج هى:
12 على 4 = 3 أمبير
الجزء الخامس :
متى يصاب الإنسان بالتيار الكهربي وكيف يتجنب ذلك ؟
ورد في المرجع رقم ( 1) ما يلي :
( التيار الكهربائى هو أهم كمية يمكن التحكم فيها لمنع الضرر أما الجهد فأهميته ترجع إلى أنه هو الذى يسبب سريان التيار ------ خطر الصدمة الكهربائية يمكن تحاشيه بتجنب مرور التيار خلال جسدك , حين يكون الجهد أكثر من 50 فولت عليك بتجنب لمس أى جزء معدنى مكشوف من الدائرة ---- لا تدع جسدك يصبح هو حلقة الإتصال بين نقطتين بينهما فرق شاسع فى الجهد ) انتهى
سؤال :
وهل ينطبق ذلك في حالة اختزان الشحنات الكهروستاتيكية بالجسم (الكهربية الساكنة ) ؟
الجواب:
يبدو لى حتى الآن أن هناك اختلافا بين حالة أن يكون الإنسان حلقة وصل بين نقطتين بينهما فرق جهد (كما فى المكثف كما سيأتى حيث ينتقل التيار بينهما عبر جسمه , وبين حالة أن يختزن جسم الإنسان فولتات (كهربية ساكنة ) نتيجة احتكاكه بسجادة أو كرسى ثم يتم تفريغ هذه الشحنات الساكنة بعد ذلك عند لمسه لجسم آخر كمقبض الباب مثلا أو لمسه أحد أجزاء الحاسب الإلكترونية مثلا(وما زالت كيفية ذلك موضع بحث عندى)
الجزء السادس :

تطبيق عملي على أحد أهم العناصر الالكترونية بالحاسب وهو "المكثف"
المكثف :

1- يتكون المكثف من لوحين معدنيين متوازيين وبينهما عازل , وهذا العازل قد يكون الهواء وقد يكون غير ذلك من المواد العازلة وبذلك يوجد أنواع كثيرة من المكثفات . وهو من أهم العناصر الالكترونية في دوائر الحاسب , فهو موجود في الباور سبلاي والشاشة و....... الخ

2- عندما يتصل المكثف بقطبي بطارية , فإن اللوح المعدني المتصل بالقطب السالب يشحن بشحنة سالبة (أي توجد به الكترونات زائدة ) وكذلك اللوح الآخر المتصل بالقطب الموجب يشحن بشحنة موجبة (أى يوجد به نقص فى الإلكترونات) , وفي هذه الحالة يكون هناك فرق جهد بين لوحي المكثف

3- إذا قمنا بعمل اتصال بين لوحي المكثف عن طريق سلك بين اللوحين فإن الالكترونات تنتقل عبر السلك من اللوح السالب إلى الموجب بحيث يصبح عدد الالكترونات السالبة على كل لوح يساوي عدد الشحنات الموجبة فيحدث تعادل على كل لوح , وحينئذ يقال أنه قد حدث تفريغ للشحنة الكهربية التي كانت مخزنة في المكثف .

4- حركة الالكترونات من اللوح السالب إلى اللوح الموجب عبر السلك هي ما يسمى بمرور التيار الكهربي ويمكن إثبات ذلك بتوصيل جهاز لقياس شدة التيار بين اللوحين أثناء توصيلهما بسلك فسنلاحظ أن ا لجهاز سيسجل قراءة لشدة التيار المار خلاله بين اللوحين وقد تم عمل التجربة التالية :

يتابع ------ يتابع ---: