الكهرباء الساكنة هي نوع من الكهرباء التي نستخدمها في حياتنا اليومية. على الرغم من أن معظم الأجهزة الكهربائية التي نستخدمها تعمل بالكهرباء الديناميكية التي تمر عبر الأسلاك ويتم إنتاجها بواسطة المولدات الكهربائية، إلا أن هناك نوع آخر وهو الساكن، والذي سنتناوله في هذا المقال. وسوف نستعرض استخدامات الكهرباء الساكنة ومدى تواجدها في حياتنا اليومية.
التاكسي الكهربائي
- لقد تمت الإشارة إلى ظاهرة انجذاب بعض الجزيئات الصغيرة إلى أجسام معينة منذ سنوات عديدة، وقد تبين أن سبب ذلك هو الانجذاب الكهربائي.
- وتحدث هذه الظاهرة نتيجة تدليك هذه الأشياء لفترة معينة.
- وعندما تمت دراسة هذا الجذب، تبين أنه يرجع إلى وجود الكهرباء الساكنة.
- يسمي العلماء هذا النوع من الكهرباء بالكهرباء الساكنة أو الكهرباء الساكنة.
- تحدث الكهرباء الساكنة لسببين: إما بسبب تراكم الإلكترونات في المنطقة المعنية، أو بسبب نقص هذه الإلكترونات.
- الإلكترون هو جسيم صغير ذو شحنة سالبة يتحرك حول نواة الذرة.
- ونتيجة للتجاذب بين الشحنات السالبة والموجبة يحدث تجاذب بين الإلكترونات والبروتونات في النواة.
- هذا الجذب هو المسؤول عن ظهور الكهرباء الساكنة.
تعريف الكهرباء الساكنة
- تظهر الكهرباء الساكنة على شكل شحنات تتراكم على الأجسام.
- يمكن أن تسبب هذه الرسوم المتراكمة مشاكل.
- على سبيل المثال، قد تؤدي محاولة تحريك الأجسام المشحونة إلى توليد شرارة كهربائية قد تكون خطيرة.
- تحدث هذه الشرارة عندما تنتقل الشحنات من الأجسام ذات الشحنة العالية إلى الأجسام ذات الشحنة المنخفضة.
- من الأمثلة الشائعة لتأثير الشرارة الكهربائية هي الشرارة التي تظهر عند خلع الملابس.
- تحدث الشرر أيضًا عند الاقتراب من الأجهزة الكهربائية مثل الثلاجات أو أجهزة التلفزيون.
اكتشاف الكهرباء الساكنة
- وفي عام 600 قبل الميلاد، اكتشف اليونانيون الكهرباء الساكنة.
- حيث قام الفيلسوف اليوناني طاليس بفرك العنبر بقطعة قماش.
- ونتيجة لذلك، جذب الكهرمان خيوط الصوف والقطن القريبة.
- بعد ذلك، درس العالم ويليام جيلبرت الكهرباء ووجد أن لها خصائص جذابة.
- تعتبر دراسة الظواهر الكهربائية محط اهتمام كبير، إذ توصل العالم الفرنسي شارل إلى اكتشاف مهم.
- اكتشف تشارلز أنه عند التدليك، تنجذب بعض الأشياء إلى بعضها البعض، بينما تتنافر أشياء أخرى.
- في عام 1733، اكتشف بنجامين فرانكلين الشحنات الموجبة والسالبة.
- اكتشف ذلك بعد إجراء تجربة خطيرة على طائرة ورقية، حيث تم ربط مفتاح معدني بها في ظروف عاصفة.
- ولاحظ توليد شرارة كهربائية بين الطائرة والأجسام الأرضية.
شرح توليد الكهرباء الساكنة
- يتم توليد الكهرباء الساكنة باستخدام بعض الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة.
- بالإضافة إلى ذلك فإن وجود أبراج الهاتف المحمول يؤثر على الإحساس بالكهرباء الساكنة في المناطق السكنية.
- ويحدث ذلك نتيجة نقل الشحنات الكهربائية من وإلى الأبراج.
- علاوة على ذلك، فإن ارتداء بعض أنواع الأقمشة مثل البوليستر والصوف يمكن أن يزيد من الإحساس بالكهرباء الساكنة.
- الظروف الجوية هي أيضا عامل. الجو الجاف الخالي من بخار الماء يزيد من الإحساس بالكهرباء الساكنة.
- يعمل الهواء الجاف بمثابة عازل، مما يمنع انتقال الشحنات والإلكترونات، بينما يساعد الهواء الرطب على توصيلها.
- تتراكم الشحنات على جسم الإنسان، وعند ملامسة أي سطح معدني أو شخص آخر يشعر الفرد بصدمة كهربائية خفيفة.
- وعندما يحتوي الهواء على بخار الماء، تنتقل الشحنات عبر الغلاف الجوي، مما يقلل من وجودها على جسم الإنسان.
طرق توليد الكهرباء الساكنة
- يتم إنتاج الكهرباء الساكنة بثلاث طرق مختلفة.
- الطريقة الأولى هي الفرك أو التدليك، حيث يتم فرك مادتين مختلفتين.
- ونتيجة لهذا الاحتكاك، تفقد إحدى المواد الإلكترونات، بينما تكتسبها الأخرى، مما يولد الكهرباء الساكنة.
- الطريقة الثانية هي طريقة الحث، والتي تحدث عندما يتم وضع جسم مشحون بجوار جسم محايد (غير مشحون).
- يجب أن تكون الأجسام موصلة للكهرباء ومنفصلة، مما يؤدي إلى تجاذب الشحنات.
- الطريقة الثالثة هي طريقة التلامس، حيث يتم نقل الشحنات من الجسم المشحون إلى الجسم المتعادل عند حدوث التلامس.
استخدامات الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية
- تستخدم الكهرباء الساكنة في العديد من التطبيقات.
- ومن استخداماتها الرئيسية هي في آلات التصوير التي تعتمد على الكهرباء الساكنة لنقل الشحنات إلى الورق المراد تصويره.
- يتم تشكيل الصورة عن طريق مطابقة الشحنات الموجبة الموجودة على الورق مع الحبر سالب الشحنة.
- البرق هو مثال آخر على استخدام الكهرباء الساكنة، حيث تنجذب الشحنات الموجبة والسالبة داخل السحب.
- كما تستخدم الكهرباء الساكنة في طلاء السيارات، حيث يحدث تجاذب بين شحنات الطلاء والسيارة، مما يؤثر على جودتها.
- تُستخدم الكهرباء الساكنة في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم لتنقية الغازات الضارة.
- كما أنها تستخدم في المكثفات الكهربائية لتخزين الطاقة واستخدامها عند الحاجة.