تطبيقات المجال الكهربائي في حياتنا

تطبيقات المجال الكهربائي في حياتنا

مجالات استخدام المجال الكهربائي وأهم التطبيقات

يُعرّف المجال الكهربائي (بالإنجليزية: Electric Field) بأنّه عبارة عن كمية متجهة تتمثل بالفضاء المحيط بجسم مشحون كهربائيًا وتؤثر به الشحنة الكهربائية بقوة كهربائية، إذ تتحرك خطوط المجال الكهربائي مبتعدةً عن الجسم المشحون بشحنة موجبة، أو تتحرك نحوه إذا كان مشحونًا بشحنة سالبة،[١] ورمز المجال الكهربائي هو (E)، كما تعدّ (فولت/متر) وحدة المجال الكهربائي،[٢] وتتعدد المجالات والتطبيقات التي يُستخدم فيها المجال الكهربائي ومنها الآتي:


تطبيقات المجال الكهربائي في الطب وعلم الأحياء

تُعدّ تطبيقات المجال الكهربائي في الطب وعلم الأحياء عديدة ومتنوعة، فهو يُستخدم لتحفيز الخلايا والأنسجة وتطويرها والتحكم بها لعدّة أمور،[٣] ومنها الآتي:

  • التئام الجروح: عند تعرّض أنسجة الجلد للتلف، أو الإصابة بجروح معينة، فإنّ نسيج الجلد لدى الكائنات الحية بشكلٍ عام قادر على الالتئام من تلقاء نفسه، ولكن في بعض الحالات قد يحدث تأخر في شفاء الجرح أو التئامه؛ الأمر الذي يُعرّض جسم الكائن الحي للخطر، لذلك أوجد العلماء طريقة علاج جديدة تتضمّن توليد المجال الكهربائي باستخدام ضمادة إلكترونية مرنة ذاتية الحركة يمكنها تحويل حركات الجلد إلى مجال كهربائي، والذي بدوره سيساعد على تحفيز خلايا الجلد لتعمل بشكلٍ أسرع على التئام الجرح وشفائه.[٤]
  • التحفيز الكهربائي للجهاز العصبي: يتمّ استخدام المجال الكهربائي إمّا للتحفيز العميق للدماغ (بالإنجليزية:Deep Brain Stimulation)، أو لتثبيط النشاط العصبي لبعض الأمراض؛ كرعشات مرض الباركنسون، أو نوبات الصرع؛ وذلك من خلال زرع جهاز التحفيز العصبي داخل الجسم كزرعه تحت عظمة الترقوة، أو يُمكن وضعه في الخارج على سطح الجلد،[٣] ويُستخدم التحفيز الكهربائي أيضًا في تخفيف ألم الالتهاب الليفي العضلي، ومشاكل النوم والإرهاق.[٥]


تطبيقات المجال الكهربائي في علم الطاقة والهندسة

يُستخدم المجال الكهربائي في العديد من المجالات الهندسية، ومنها الآتي:[٦]

  • تقليل انبعاثات المواد الملوثة للبيئة، والغازات، مثل غازات المداخن.
  • استخدام البلازما المتميزة بطاقتها العالية في معالجة المياه، بالإضافة إلى استخدامها في الكتلة الحيوية*، إلى جانب استخدامها في معرفة العناصر المكونة والتركيب الكيميائي للمواد الصلبة والسائلة والغازية.
  • يُساهم المجال الكهربائي في احتراق الوقود في حجرة الاحتراق داخل المحركات، وكذلك يُستخدم في أجهزة المطياف؛ وهي الأجهزة المستخدمة لقياس بعض الخصائص الضوئية لطيف من الأشعة الكهرومغناطيسية.[٧]


تطبيقات المجال الكهربائي في الصناعة

تُمثل النقاط الآتية بعض التطبيقات على المجال الكهربائي في الصناعة:

  • نزع الماء الكهربائي: وهي تقنية يُستخدم المجال الكهربائي فيها لنزع المواد السائلة وفصلها عن المواد الصلبة من خلال التأثيرات الحركية الكهربائية، إذ يحتاج فصل المواد الصلبة والجافة عن الماء لمستويات طاقة منخفضة، وهذه التقنية مفيدة في الهندسة المدنية، وميكانيكا التربة وصناعة الخزف وغيرها.[٨]
  • جهاز استشعار المجال الكهربائي: يعمل هذا الجهاز على قياس كمية واتجاه المجال الكهربائي لمراقبة تراكم الشحنات التي تضر وتُتلف المنتجات الإلكترونية، وبالتالي حماية الأجهرة الإلكترونية، ولوحات الدارات الكهربائية، وأشباه الموصلات من العديد من المشاكل التي تنجم عن هذه الشحنات الضارة؛ كالتفريغ الكهروستاتيكي، والإجهاد الزائد.[٩]


يعرف المجال الكهربائي بأنّه القوة الكهربائية المؤثرة في جسم مشحون موجود في الفراغ، ويُستخدم في العديد من المجالات كالطب، والهندسة، والصناعة، والطاقة وغيرها من المجالات، كما تتعدد أنواع المجال الكهربائي؛ فقد يكون إما منتظمًا أوغير مُنتظم، ويعتمد تصنيف ذلك تبعاً لشكل الخطوط الخارجة أو الداخلة في الشحنة الكهربائية، وطبيعة الشحنات الموجودة.

______________________________________________________________________________

*الكتلة الحيوية: هي مصدر من مصادر الطاقة المتجددة؛ والتي تشمل المواد العضويّة الناتجة من النباتات والحيوانات والتي يتم تحويلها فيما بعد لطاقة تُستخدم في إنتاج الوقود، والحرارة، والكهرباء.[١٠]


المراجع

  1. Alane Lim (29/8/2019), "What Is an Electric Field? Definition, Formula, Example", ThoughtCo, Retrieved 12/9/2021. Edited.
  2. Adam Augustyn (7/1/2019), "electric field", Encyclopedia Britannica, Retrieved 11/9/2021. Edited.
  3. ^ أ ب Francis X. Hart , John R. Palisano (20/12/2017), "The Application of Electric Fields in Biology and Medicine", Intechopen, Retrieved 11/9/2021. Edited.
  4. "E-bandage generates electricity, speeds wound healing in rats", ScienceDaily, 19/12/2018, Retrieved 12/9/2021. Edited.
  5. Jeffrey M. Thompson, M.D (15/11/2019), "TENS therapy: An option for fibromyalgia treatment?", Mayo Clinic, Retrieved 11/9/2021. Edited.
  6. Lars Zigan (8/2018), "Electric Fields in Energy and Process Engineering", ResearchGate, Retrieved 11/9/2021. Edited.
  7. Lars Zigan (27/5/2018), "Overview of Electric Field Applications in Energy and Process Engineering", MDPI, Retrieved 14/9/2021. Edited.
  8. Akrama Mahmoud, Jeremy Olivier, Jean Vaxelaire (6/2/2010), " Electrical field: a historical review of its application and contributions in wastewater sludge dewatering", PubMed, Retrieved 11/9/2021. Edited.
  9. "Industrial Applications", Climate and Space Sciences and Engineering , Retrieved 11/9/2021. Edited.
  10. "What is Biomass?", ReEnergy , Retrieved 13/9/2021. Edited.
6 مشاهدة
للأعلى للأسفل