أعمدة الإنارة التي تسببت في مقتل الكث

التأريض Grounding

 ربما سمع الجميع عن مشكلة تماس الكهرباء مع أعمدة الإنارة وسقوط ضحايا لهذا التماس، وحل تلك المشكلة هي وصل جسم العمود المعدني إلى الأرض أو ما يسمى بالتأريض.

و التأريض هو  توصيل كهربائي متعمد للاجهزة الكهربائية أو الشبكة الكهربائية بالارض، وبدون وجود فيوز أو مفتاح قاطع في هذا  التوصيل، وهو  مهم  جدا لتوفير الحماية بالنسبة للانسان وللمنظومة  الكهربائية .

ولكي نفهم فكرة  التأريض على  سبيل  المثال إذا كان هنالك  عمود إنارة معدني، هذا  العمود  يحمل سلك كهربائي معزول عن جسم العمود الخارجي، وفي حالة حدوث أي تلف في هذا  العزل فان التيار يسري مباشرة إلى جسم  العمود، وفي هذه الحالة سيصاب كل من يلمس العمود بصعقة  كهربائية.

أما في  حالة  التأريض فان التيار سيسري مباشرة إلى باطن الأرض بواسطة سلك التأريض الموصل مع جسم العمود، وبهذا يتم توفير حماية كبيرة بالنسبة  للانسان وللمنظومة  الكهربائية.

ويتكون التأريض من أربعة نقط كالاتي:

1/ تربة الأرض  Earth

هي التربة التي  يوضع فيها قطب التأريض وتختلف كل تربة في طبيعتها فمنها التربة  الطينية والرملية والصخرية ومنها الجافة والرطبة ومنها التي  تحتوي  على أملاح ومعادن وكل هذه العوامل تؤثر في مقاومة التربة Earth Resistance  أو الأرض  

2/ أقطاب التأريض  Grounding Electrode

قطب التأريض هو قطعة معدنية بأشكال مختلفة تكون مدفونة في  التربة على عمق مناسب وبحجم  معين، أي هي وسيلة التوصيل بين الارض وموصل التأريض وتنقسم الأقطاب إلى قسمين أساسيين:

أ-أقطاب أو موصلات موجودة بطبيعتها في انشاء  المباني.

وهي عبارة عن الانشاءات المعدنية الداخلة في  تكوين المبنى والمتصلة اتصالاً جيداً أو مستمراً بالارض وتشمل أنابيب المياه والغازالمعدنية، الهياكل  المعدنية  لللمبنى، الأعمدة  والأبراج الحديدية والمدفونة  في  الأرض، وحديد التسليح والاعمدة الخرسانية.

ب- أفطاب يتم تصنيعها وتركيبها بغرض التأريض.

وهي  عبارة عن  قطع معدنية يتم تصنيعها وتجهيزها ودفنها في الارض واستعمالها في نظام  التأريض، وتوجد على أشكال عديدة .

3/ موصلات التأريض Grounding Conductor

وهي أسلاك تقوم بالتوصيل بين العمود وبين قطب التأريض، وتحدد مقاومتها على  حسب نوع الاستخدام ويفضل أن تكون  مقاومتها قليلة، وهي تكون بأشكال عدة مثل:

  أ- سلك من نحاس او الالومنيوم  معزول بمادة بلاستيكية باللون الاخضر مع الاصفر، أو الأخضر فقط أحياناً.

 ب- شبكة مجدولة عارية من النحاس تستخدم على شكل  شريط مصمت عريض من  نحاس أو سلك مغلف بمادة بلاستيكية .

4/ تجهيزات الوصل والربط  Bonding

وهي تستخدم لربط الموصلات بقطب التأريض ويجب أن تكون من  نفس المادة  للموصل ولقطب التأريض وهي عبارة عن أشكال عديدة حسب النوع والحجم للمنظومة.

ميكانيك الكم : تجربة الشق المزدوج

ميكانيك الكم : تجربة الشق المزدوج:

هذه التجربة تهدف إلى معرفة سلوك الإلكترونات والتي هي جسيمات (يعني مثل حبات الرمل)، هل دائماً تتصرف كجسيمات، أم أنها يمكن أن تتصرف كموجات(يعني مثل أمواج الصوت أو أمواج البحر).

للتبسيط دعنا نعطي مثالاً قبل أن نستكمل شرح التجربة، تصور معي أن لدينا كرات صغيرة نقوم برميها على جدار به فتحتان، بحيث يمكن لكل فتحة تمرير كرة واحدة فقط في كل رمية، ومن خلف الفتحتين لدينا جدار حساس؛ بحيث لو دخلت أي كرة من أي فتحة لابد أن تضرب في هذا الجدار وتترك أثر عليه (على شكل نقطة)، وبالتالي إذا قمنا برمي الكرات باتجاه الشقين أو الفتحتين فإنه سوف يُرسم على الجدار الخلفي خطان عموديان من النقاط من أثر ضربات الكرات.

وهذا ما يحدث بالفعل في حالة الكرات (الجسيمات) وهذا القانون يسري على كل الجسيمات لأنه ظاهرة طبيعية جداً، بينما في حالة قيامنا بنفس التجربة على الأمواج ولتكن مثلا أمواج الماء فنقوم بدفع الأمواج لكي تخرج من الشقين وتضرب في الجدار فهنا سوف يظهر لنا على الجدار مجموعة من الخطوط العمودية من أثر ضربات الأمواج لأن كل موجه كما تعلمون لديها قمة وقاع، والقمة تمثل قوة الموجة (بحيث لو لمست الجدار تترك أثرا عليه)، ولكن لأن هناك شقين فإن الموجات التي ستخرج من كل شق سوف يحدث لها تداخل (بناء وهدام)K وبالتالي كل موجة تدخل من الشقين سوف يتولد عنها عدة موجات بسبب ظاهرة التداخل الموجي، وبالتالي سوف تضرب هذه الموجات على الجدار، وتترك كل موجة أثرها على الجدار في شكل خط عمودي، وبالتالي سوف يظهر لدينا على الجدار مجموعة من الخطوط العمودية المتوازية وهذا القانون يسري على كل الموجات لأنه ظاهرة طبيعية جداً بسبب خصائص الموجات.

والآن نعود لتجربة الشق المزدوج والتي نقوم فيها بتطبيق نفس هذه التجربة على الإلكترونات:

نفس الشي لدينا جدار به شق مزدوج ومن خلفه شاشة تسجيل (شاشة تظهر أثر الالكترون عند سقوطه عليها)، ولدينا جهاز يقوم بقذف الالكترونات باتجاه الشق المزدوج، والالكترونات هي جسيمات مادية (مثل الكرات)، وبالتالي النتيجة المتوقعة أن تسجل لنا الشاشة خطان عموديان من أثر سقوط الالكترونات الداخلة من الشقين عليها، ولكن النتيجة كانت أغرب من الخيال ، وشاهد ماذا حدث.

القانون المستخلص من التجربة: إذا دخل إلكترون عبر شق مزدوج بدون مراقبة فسوف يشكل لنا حالة تداخل (دالة موجية) على الشاشة، بينما إذا قمنا بمراقبة Observation هذا الإلكترون الداخل عبر شق مزدوج فإنه سوف يتجسد في شكل جسيم ويترك أثره في شكل نقطة على الشاشة.

عند مرور الالكترونات من شقّين متجاورين، تتفاعل الالكترونات الخارجة من الشقّين مع بعضها تماما كما تتفاعل موجات الضوء أو الماء في نفس التجربة.

والتفسير الوحيد لما حصل أنه الالكترون الواحد انقسم إلى الكترونين، و مرّ كل منهما في شقّ، وعندها تخلّى هذان الالكترونان عن طبيعتها المادية و تحولا إلى موجة تماما كموجة الضوء، وتفاعلا معا كما تتفاعل موجة الضوء، بحيث أنتجا نفس النمط الذي تنوقعه من تفاعل موجة ضوء وموجة الماء.

لم يستسلم العلماء بسهولة لهذه الصدمة العلمية، وقررّوا أن يتأكدوا من عدم صحة التفسير السابق و عدم منطقيته، فأضافوا جهاز استشعار يسجّل مرور الالكترونات من احد الشقين في الحاجز، كأنه حارس بوابة يسجّل كل من يمر خلالها، عند إطلاق إلكترون واحد ووصوله لحائط الاستقبال، إذا سجّل الحارس مرور أحدهم من الشقّ نستنتج أن الالكترون مر من الشق و إذا وصل الإلكترون للمستقبِل دون أن يسجل الحارس شيئأ فنستنتج أنه مرّ من الشق الآخر.

جاءت هذه التجربة لا لتخفف حيرة العلماء، بل لتضيف حيرة جديدة أكثر حيرة من سبقتها؛ عندما نضع جهاز استشعار لمراقبة الالكترونات .. تحسّ الالكترونات بأننا نتجسس عليها! فتقرر أن تتخلى عن ما كانت تفعله وتلتزم بما نتوقعه منها؛ فنرى على حائط الاستقبال خطين طوليين فقط يشبهان الشقين الذين مرت منها الالكترونات، أي أنها تتصرف كأنها دقائق مادية مثل حجارة صغيرة، ولو ذهبنا خلسةً و سحبنا جهاز الاستشعار، ترجع الالكترونات لترسم عدة خطوط تفصل بينها مناطق معتمة كانها موجة ضوء أو ماء! و كأنّ الالكترونات علمت أننا لم نعد نتجسس عليها فرجعت لحالتها الطبيعية !!!

نستنتج أن مراقبة Observation أو رصد الإلكترونات جعل دالتها الموجية تنهار، أي أن عملية رصد الالكترون حولت الالكترون من موجات الى جسيمات!

اكتشاف قانون بسكال(Blaise pascal)

اكتشاف قانون بسكال(Blaise pascal)

باسكال بليز باسكال هو رياضي وكاتب وفيلسوف فرنسي، وُلِد عام 1623م، كان يشكو من بعض الأمراض الصحية وهو في سن الثامنة عشرة من عمره، وبقي معتلّ الصحة إلى حين وفاته، صُنِّف بليز باسكال على أنه عالم؛ والسبب يعود لتأسيسه للهيدروليكا التي غيرت تقنيات طبيعية إلى حد كبير، كما عُدّ باسكال لاهوتياً بسبب الادّعاءات والمزاعم التي آمن بها، وخاصةً فيما يتعلق بالطبائع الإنسانية والدينية. أما عن ابتكاراته وإنجازاته فقد قدم العديد من الإنجازات العلمية التي كان لها الأثر الواضح وخاصة في مجال الفيزياء والرياضيات؛ حيث صنع مبدأً سُمِّي بمبدأ باسكال الذي يعني تعادل السوائل، وأسّس أيضاً نظرية الاحتمالات، كما صنع أول آلة تجمع الأعداد وكان ذلك في عام 1642م، وعن معتقداته ومناهجه الدينية فكان يدعو إلى معرفة الله بواسطة القلب وليس بواسطة العقل، ومن أقواله الدينية: (إن الإيمان المسيحي يرضي جميع حاجات الإنسان ولا يناقض العقل)، وقد توفي بليز باسكال عام 1662م عن عمر يناهز التاسعة والثلاثين، ونُشِرت بعد وفاته بثماني سنوات أشهر آثاره الأدبية، وهو كتاب خواطر.

مبدأ باسكال
يُعدّ مبدأ باسكال من أهم الحقائق المتعلقة بضغط المائع، الذي يعني أنّ أي تغير في الضغط في قسم من المائع ينتقل دون حدوث أي نقصان في الأقسام الأخرى منه، فمثلاً لو ارتفع ضغط بئر ماء تابع لإحدى المدن عند محطة الضخ بمقدار 10 وحدات ضغط، فسيزداد الضغط في جميع أنابيب نظام التوصيل بالمقدار نفسه وهو 10 وحدات ضغط، شرط أن يكون الماء ساكناً، وينصّ مبدأ باسكال على أنّه (إذا أثر ضغط خارجي في مائع محصور، فإن الضغط عند أي نقطة داخل المائع سوف يزداد بالمقدار نفسه من الضغط). اكتُشِف مبدأ باسكال من قبل العالم بليز باسكال، فسُمّي المبدأ بهذا الاسم نسبةً له وكان ذلك في القرن السابع عشر، كما سُمِّيت وحدة الضغط المعتمدة في النظام الدولي ( Sl) نسبة لاسمه، حيث إن كل واحد باسكال= واحد نيوتن لكل متر مربّع .
المكبس الهيدروليكي والرافعة الهيدروليكية يُعدّ مبدأ باسكال أساس عمل المكبس الهيدروليكي، وللتوضيح لو تمّ ملء أنبوب بالماء على شكل حرف (U)، وثُبِّت مكبس عند طرفيه الأيمن والأيسر، فإن الضغط المؤثر على المكبس الأيسر سينتقل عبر السائل ليؤثر في الماء الموجود أسفل المكبس في الطرف الأيمن، وفي حال كانت فتحة الأنبوب من الطرف الأيمن أكبر وأوسع واستُخدِم مكبس ذو مساحة أكبر فسيكون التأثير حينها كبيراً، وعلى فرض أنّ مساحة المكبس الأيسر تساوي 100سم²، ومساحة المكبس الأيمن تساوي 5000سم²، هذا يعني أنّ مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيمن تساوي خمسين ضعف مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيسر، فلو وُضِع جسم وزنه 10كغ على المكبس الأيسر سيؤثر حينها وزن الكتلة عبر السائل على المكبس الأيمن، ولأن مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيمن أكبر ويساوي 50 ضعف مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيسر، فإنّ المكبس الأيمن باستطاعته تحمل كتلة 500كغ؛ أي ضعف الموجودة على المكبس الأصغر بخمسين مرة، ومن هنا يُستنتَج أنّه يمكن مضاعفة القوى من خلال مبدأ باسكال. وبصورة أخرى تستعمل الرافعة الهيدروليكية قوة صغيرة لتنتج عنها قوة كبيرة، ويكون ذلك بجعل مساحة المكبس الموضوع عند فتحة الخروج أكبر من مساحة المكبس الموضوع عند فتحة الدخول، وذلك على فرض أنّ المكبسين بالارتفاع نفسه، ومن ثم زيادة القوة عى مكبس الإدخال ( Fin ) وبناءاً على مبدأ باسكال (الضغط بالتساوي عبر المائع) فإن:

Pout =Pin
وبما أن الضغط =القوة/المساحة.فإن
Fout/Aout=Fin/Ain Fout/Fin=Aout/Ain
علماً بأن: Fin: القوة على مكبس الإدخال
Fout القوة على مكبس الخروج
Ainمساحة مكبس الإدخال
Aout مساحة مكبس الخروج
حيث تُسمّى الكمية Fout/Fin بالفائدة الآلية للرافعة الهيدروليكية.
فعلى سبيل المثال لو كانت مساحة مكبس الخروج ضعف مساحة مكبس الدخول بـ 20 مرة، معنى هذا أن القوة ستُضرب في معامل 20؛ أي أنّ القوة 200كغ قادرة على رفع جسم وزنه 4000كغ.