جهد عال: الفرق بين النسختين

[[ملف:plasma-filaments.jpg|تصغير|300px|يمكن أن يؤدي الضغط العالي إلى [[انهيار كهربائي]] ينتج عنه [[تفريغ كهربائي]] كما توضح ذلك [[بلازما (فيزياء)|البلازما]].]]

'''جهد''' '''عالي''' {{إنج|High Voltage}} يطلق مصطلح تيار الجهد العالي المتردد أو الجهد العالي على الشبكات الكهربائية التي يستخدم التيار المتردد في نقل الطاقة الكهربائية، كما أن كلمة الجهد العالي بما تحمله من معنى يشير إلى ضرورة التعامل بنوع من الحذر ومن متطلبات للعازلية.<ref>{{استشهاد ويب| مسار = https://d-nb.info/gnd/4130198-5 | عنوان = معلومات عن جهد عال على موقع d-nb.info | ناشر = d-nb.info|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191216134331/https://d-nb.info/gnd/4130198-5|تاريخ أرشيف=2019-12-16}}</ref><ref>{{استشهاد ويب| مسار = http://www.treccani.it/enciclopedia/alta-tensione | عنوان = معلومات عن جهد عال على موقع treccani.it | ناشر = treccani.it| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190616181845/http://www.treccani.it/enciclopedia/alta-tensione/ | تاريخ أرشيف = 16 يونيو 2019 }}</ref><ref>{{استشهاد ويب| مسار = http://thes.bncf.firenze.sbn.it/termine.php?id=41884 | عنوان = معلومات عن جهد عال على موقع thes.bncf.firenze.sbn.it | ناشر = thes.bncf.firenze.sbn.it| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190902170637/https://thes.bncf.firenze.sbn.it/termine.php?id=41884 | تاريخ أرشيف = 2 سبتمبر 2019 }}</ref>

 

 

== تعريف ==

الجهد الكهربائي يعرف على انه فرق في القوة الكهربية (الناجمة عن حركة الالكترونات) بين نقطتين في دائرة كهربائية.و وحدة قياس الفرق في الجهد هي الفولت، ويعرف الجهد العالي على انه كل جهد قيمته تتعدى 1000 فولت حسب [[لجنة إلكتروتكنية دولية|اللجنة الكهروتقنية الدولية]] .

 

و التعريف الرقمي ''للجهد العالي'' يعتمد على سياق النقاش. حيث ان هناك عاملين رئيسيين في تصنيف الجهد العالي وهما إمكانية احداث شرارة في الهواء، ومخاطر [[الصدمة الكهربائية]] الناجمة من الملامسة أو الاقتراب. على هذين الأساسين يخضع جميع العاملون في مجال الكهرباء بشكل خاص والفنيون في المجالات الأخرى في الشركات الصناعية بشكل عام إلى تدريبات وامتحانات سنوية مقسمة إلى ثلاث مراتب بحسب الأولوية.

{| class="wikitable"

|+

 

== إنتاج ==

دائمًا ما تتضمن [[كهروستاتيكا|الشرارات الكهربائية الساكنة]] الشائعة في ظروف الرطوبة المنخفضة جهدًا أعلى بكثير من 700&nbsp;فولت. على سبيل المثال، يمكن أن تتضمن شرارات أبواب السيارات في الشتاء جهدًا كهربائيًا يصل إلى 20000&nbsp;خامسا <ref>{{استشهاد ويب

| مسار = http://www.jci.co.uk/Carseats2.html

 

== شرر في الهواء ==

[[ملف:Electrostatic-discharge.jpg|وصلة=https://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%84%D9%81:Electrostatic-discharge.jpg|يسار|تصغير|495x495بك|صورة تعرض طويلة [[ملف تسلا|لملف تسلا]] تُظهر [[تفريغ الكهرباء|التفريغ الكهربائي]] المتكرر]]

تبلغ قوة [[انهيار كهربائي|الانهيار العازل]] للهواء الجاف، عند [[ظروف قياسية من الضغط ودرجة الحرارة|درجة الحرارة والضغط]] القياسيين (STP)، بين الأقطاب الكروية حوالي 33&nbsp;كيلو فولت / سم. <ref>A. H. Howatson, "An Introduction to Gas Discharges", Pergamom Press, Oxford, 1965, page 67</ref> هذا فقط كدليل تقريبي، لأن جهد الانهيار الفعلي يعتمد بشكل كبير على شكل وحجم القطب. غالبًا ما تنتج [[حقل كهربائي|المجالات الكهربائية]] القوية (من الجهود الفولتية العالية المطبقة على الموصلات الصغيرة أو المدببة) [[تفريغ هالي|تفريغ هالة]] بلون بنفسجي في الهواء، بالإضافة إلى شرارات مرئية. لا يمكن أن تنتج الجهود الفولتية التي تقل عن 500-700 فولت [[شرارة كهربائية|شرارات]] أو توهجات مرئية بسهولة في الهواء عند الضغط الجوي، لذا فإن هذه الجهود الفولتية بموجب هذه القاعدة تكون "منخفضة". ومع ذلك، في ظل ظروف الضغط الجوي المنخفض (كما هو الحال في [[مركبة جوية|الطائرات]] عالية الارتفاع)، أو في بيئة من [[غاز نبيل|الغازات النبيلة]] مثل [[آرغون|الأرجون]] أو [[نيون|النيون]]، تظهر الشرر عند الجهود الفولتية المنخفضة. 500 إلى 700 فولت ليس حدًا أدنى ثابتًا لإنتاج شرارة انهيار، ولكنه قاعدة عامة. بالنسبة للهواء في STP، يبلغ الحد الأدنى لجهد الشرارة حوالي 327 فولت، كما أشار [[فريدريش باشن]] . <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Ueber die zum Funkenübergang in Luft, Wasserstoff und Kohlensäure bei verschiedenen Drucken erforderliche Potentialdifferenz|الأخير=Friedrich Paschen|صحيفة=Annalen der Physik|المجلد=273|العدد=5|صفحات=69–75|سنة=1889|DOI=10.1002/andp.18892730505|bibcode=1889AnP...273...69P}}</ref>

 

 

=== توزيع ===

[[ملف:HydroOnePowerTower2.jpg|وصلة=https://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%84%D9%81:HydroOnePowerTower2.jpg|يسار|تصغير|خطوط الكهرباء مع إشارة تحذير الجهد العالي.]]

عادةً ما تستخدم خطوط النقل والتوزيع [[قدرة كهربائية|الكهربائي للطاقة الكهربائية]] والجهود الفولتية بين عشرات ومئات الكيلوفولت. قد تكون الخطوط فوق أو تحت الأرض. يستخدم الجهد العالي في توزيع الطاقة لتقليل الفاقد الأومي عند نقل الكهرباء لمسافات طويلة.

 

=== صناعي ===

يتم استخدامه في إنتاج أشباه الموصلات [[رش مهبطي|لرش]] طبقات رقيقة من الأغشية المعدنية على سطح الرقاقة. كما أنها تستخدم للتدفق الإلكتروستاتيكي لتغليف الأشياء بألياف صغيرة تقف على الحافة.

 

=== علمي ===

تم استخدام فجوات الشرارة تاريخيا كشكل مبكر من أشكال الإرسال اللاسلكي. وبالمثل، يُعتقد أن تصريفات البرق في الغلاف الجوي [[المشتري|لكوكب المشتري]] هي مصدر انبعاثات ترددات [[البث الإذاعي|الراديو]] القوية على الكوكب. <ref>K. Rinnert et al., ''Measurements of radio frequency signals from lightning in Jupiter's atmosphere'', J. Geophys. Res., 103(E10)</ref>

 

 

== السلامة ==

[[ملف:High voltage warning.svg|تصغير|عرض الصورة بك|علامة الخطر الشهيرة في الكهرباء. تستعمل للدلالة على وجود جهد عالي.]]

تم تقييم الجهود فوق 50 فولت بأنها جهود خطرة على جسم الإنسان عند ملامستها للجلد وهي كافية لتمرير تيار صغير يتسبب في تحلل الدم وقتل الأنسجة وربما الموت. لهذا السبب توضع دائما إشارات تحذيرية خاصة في كل مكان به جهود تبدأ من هذه القيم فما فوق. هناك حالات تستدعي هذه الإشارات حتى عند 1 فولت تقريبا وهي الحالات التي يكون فيها مخزون طاقة عالي مثل البطاريات الصناعية والتي يمكن أن تعطي تيارا عند قصر الدائرة قد يصل إلى 500 أمبير وبالتالي يكمن الخطر غير المباشر في حدوث احتراق في المكان المحيط.

 

 

=== توزيع ===

يمثل الاتصال بموصلات الخط أو الاقتراب منه خطر التعرض [[صدمة كهربائية|للصعق الكهربائي]] . قد يؤدي [[خط جهد عالي|ملامسة الأسلاك العلوية]] إلى الإصابة أو الوفاة. السلالم المعدنية، والمعدات الزراعية، وصواري القوارب، وآلات البناء، [[هوائي|والهوائيات]] الهوائية، والأشياء المماثلة كثيرًا ما تكون متورطة في اتصال مميت مع الأسلاك العلوية. كثيرًا ما يكون الأشخاص غير المصرح لهم الذين يتسلقون أبراج الطاقة أو الأجهزة الكهربائية ضحايا للصعق بالكهرباء. <ref name="NIOSH">National Institute for Occupational Safety and Health - Fatality Assessment and Control Evaluation: [http://www2a.cdc.gov/NIOSH-FACE/state.asp?state=ALL&Incident_Year=ALL&Category2=0006&Submit=Submit Cases of high-voltage related casualties] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140428030749/http://www2a.cdc.gov/NIOSH-FACE/state.asp?state=ALL&Incident_Year=ALL&Category2=0006&Submit=Submit|date=28 April 2014}}. Retrieved on 24 November 2008.</ref> في الجهود الفولتية العالية جدًا للإرسال، حتى الاقتراب القريب يمكن أن يكون خطيرًا، حيث قد يتقوس الجهد العالي عبر فجوة هوائية كبيرة.

 

 

=== لفائف تسلا ===

على الرغم من ظهور [[ملف تسلا|ملفات تسلا]] بشكل سطحي على غرار مولدات Van de Graaff، إلا أنها ليست آلات كهروستاتيكية ويمكنها إنتاج تيارات [[تردد الراديو|تردد لاسلكية]] كبيرة باستمرار. سيكون التيار الموفر لجسم الإنسان ثابتًا نسبيًا طالما تم الحفاظ على الاتصال، على عكس الآلات الكهروستاتيكية التي تستغرق وقتًا أطول بشكل عام لتكوين الشحنات، وسيكون الجهد أعلى بكثير من جهد انهيار جلد الإنسان. نتيجة لذلك، يمكن أن يكون إخراج ملف تسلا خطيرًا أو حتى قاتلًا.لا

 

=== خطر فلاش القوس ===

[[ملف:High_voltage_testing_arrangement_with_large_capacitors_and_test_transformer.jpg|وصلة=https://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%84%D9%81:High_voltage_testing_arrangement_with_large_capacitors_and_test_transformer.jpg|تصغير|ترتيب اختبار الجهد العالي مع مكثف كبير ومحول اختبار]]

اعتمادًا على تيار الدائرة القصيرة المتوقع المتاح في مجموعة [[قواطع كهربائية (مفاتيح)|المفاتيح الكهربائية]]، يتم تقديم خطر على موظفي الصيانة والتشغيل بسبب إمكانية وجود [[قوس كهربائي]] عالي الكثافة. يمكن أن تتجاوز درجة الحرارة القصوى للقوس 10000 [[كلفن|درجة كلن]]، ويمكن أن تتسبب الحرارة المشعة وتمدد الهواء الساخن والتبخر المتفجر للمعدن والمواد العازلة في إصابة العمال غير المحميين بإصابات خطيرة. توجد عادةً مجموعات المفاتيح الكهربائية ومصادر القوس عالية الطاقة في المحطات الفرعية لمرافق الطاقة الكهربائية ومحطات التوليد والمنشآت الصناعية والمباني التجارية الكبيرة. في الولايات المتحدة، نشرت [[الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق]] معيارًا توجيهيًا NFPA 70E لتقييم وحساب ''خطر وميض القوس''، وتوفر معايير للملابس الواقية المطلوبة لعمال الكهرباء المعرضين لمثل هذه المخاطر في مكان العمل.

 

=== خطر الانفجار ===

يمكن للجهد العالي أن يكون سببا في إطلاق طاقة كافية لاشعال الجو المحاط بمواد مشتعلة وقد تكون النتائج مأساوية كالإنفجارات. لهذا السبب نجد في المنشأات الصناعية التشديد على توافر السلامة الجوهرية و واقيات الإنفجار.

 

 

=== الغازات السامة ===

يمكن أن ينتج عن التصريفات الكهربائية، بما في ذلك التفريغ الجزئي [[تفريغ هالي|والهالة]]، كميات صغيرة من الغازات السامة، والتي يمكن أن تشكل خطرًا على الصحة في مكان مغلق. وتشمل هذه الغازات المؤكسدات مثل [[أوزون|الأوزون]] [[أكسيد النيتروجين|وأكاسيد النيتروجين]] المختلفة. يتم التعرف عليها بسهولة من خلال رائحتها المميزة أو لونها، وبالتالي يمكن تقليل وقت الاتصال. [[أحادي أكسيد النيتروجين|أكسيد النيتريك]] غير مرئي ولكن له رائحة حلوة. يتأكسد إلى [[ثنائي أكسيد النيتروجين|ثاني أكسيد النيتروجين في]] غضون بضع دقائق، والذي يكون له لون أصفر أو بني محمر حسب تركيز ورائحة غاز الكلور مثل حمام السباحة. الأوزون غير مرئي ولكن له رائحة نفاذة مثل رائحة الهواء بعد عاصفة رعدية. إنه نوع قصير العمر وينقسم نصفه إلى {{كيم|O|2}} خلال يوم في درجات الحرارة العادية والضغط الجوي.

 

 

=== برق ===

يعتبر البرق أكبر مصدر للشرارات الفائقة، ويمكن لشرارة برق واحدة أثناء التفريغ 30 إلى 50 كيلو امبير، وبطاقة كافية لانارة مصباح منزلي لأكثر من شهر. كما أن العواصف الرعدية لها جهد خيالي يصل لمليار فولت وتيار قد يصل لنصف مليون أمبير (طاقة كافية لانارة مصباح بقدرة 100 وات لمائة عام) على الرغم من اللحظات الزمنية التي تتم بلمح البصر. تكمن مخاطر البرق في قدرته التدميرية للمرتفعات ولتجنبها توضع مانعات صواعق فوق المرتفعات المسكونة مثل المباني، المنشأات الصناعية، بحيث تكون جيدة التوصيل للكهرباء وقادرة على امتصاص أكبر قدر من الشحنة وتمريرها إلى الأرض. عندما يتم تفريغ جهد عالي إلى الأرض كما في حالة البرق لاتستطيع الأرض امتصاص الشحنة ومعادلتها انيا وانما تستغرق بعض الوقت مما ينتج عنه خطر اخر وهو [[جهد الخطوة]] وهو جهد عالي موزع على الأرض لكل مترا طوليا في جميع الاتجاهات بسبب بقاء الأرضية المصابة بالبرق أو المفرغ فيها شحنة البرق مشحونة لفترة من الزمن. لهذا السبب يجب عدم ترك القدمين منفرجتين أثناء الصواعق بل يجب ضمهما قدر الإمكان لتجنب حدوث فرق جهد الخطوة الذي قد يمرر تيارا يمكن ان يمر عبر القدمين إلى القلب ليقتل في لحظات.

 

 

== تطبيقات ==

تشمل تطبيقات الجهد العالي أنابيب التفريغ، شبكات النقل الكهربائية، شبكات التوزيع الرئيسية، الأشعة السينية، الأقواس الكهربائية في توليد الشرارة لمحركات الاحتراق، مكبرات القدرة، وفي التطبيقات الصناعية مثل المحركات الكهربائية الضخمة وكذلك في أغراض علمية أخرى.

 

== انظر أيضًا ==

 

* [[محطة شحن]].

* [[هندسة كهربائية|الهندسة الكهربائية]].

* [[جهد منخفض]].

* [[ملف تسلا|لفائف تسلا]].

 

== وصلات داخلية ==

* [[تيار الجهد العالي المستمر]].

* [[حث كهروسكوني]].

 

== مراجع ==

 

{{ضبط استنادي}}

{{شريط بوابات|إلكترونيات|كهرومغناطيسية|طاقة}}

 

[[تصنيف:جهد كهربائي]]