ما هي معلوماتك عن السكان؟ هل شعرت سابقًا بشحن كهربائي عند الاتصال بشخص ما؟ هل يسعد أطفالك بتجربة البالون إلى الأوراق الصغيرة بعد فرك شعرهم أو أي جسم آخر؟ إنها هذه الشحنة الكهربائية الناتجة عن الكهرباء الثابتة ، وهي موضوع مقالتنا لهذا اليوم. دعنا نتحدث عن ية توليد هذه الشحنة الكهربائية. عادة ما تبدأ العملية في فرك جثتين معًا. نتيجة لذلك ، سيتخلى جسم واحد عن الإلكترونات ويصبح أكثر إيجابية ، بينما يصبح الجسم الآخر أكثر سلبية ، بسبب انتقال الإلكترونات إليها. السبب المتوقع في تبادل الشحن هذا يرجع إلى الارتباط الضعيف للإلكترونات مع أحد الأشياء ، بينما يتضمن الآخر العديد من الأماكن الشاغرة لتلقي هذه الإلكترونات في الغطاء الخارجي. ثم ستتمكن الإلكترونات من الانتقال من مادة إلى أخرى ، وبالتالي خلل كهربائي بين المادتين. لذلك عندما نتحدث عن الكهرباء الثابتة ، فإننا نعني عمومًا أنه لا يوجد توازن بين الشحنات السلبية المستحقة بين الأشياء.
أسباب الكهرباء الساكنة
تتكون المواد من الذرات التي عادة ما تكون كهربائية ، لأنها تحتوي على أعداد متساوية من الشحنات الإيجابية (البروتونات في نواةها) والشحنات السلبية (الإلكترونات في الأغطية المحيطة بالنواة). هذه الظاهرة تتطلب اختلالا توازنا بين الشحنات الإيجابية والسلبية. عندما يتم إنتاج هذه الظاهرة عندما تلامس مادتين ، على سبيل المثال ، تنتقل الإلكترونات من بعضها إلى آخر ، تاركًا شحنة إيجابية على أحدهما وشحنة سالبة تساوي الآخر. بعد ذلك نفصل المادتين عن بعضهما البعض ، لذلك نلاحظ أنهما سيحافظان على هذا الخلل الكهربائي في الشحنات لبعض الوقت. سوف نذكر بعض الأسباب التي تحفزهم:
- الكهرباء الثابتة الناتجة عن التلامس: يمكن تبادل الإلكترونات بين المواد عند الاتصال. حيث تميل المواد ذات الإلكترونات الضعيفة إلى فقدانها. بينما تميل المواد ذات الأغطية الخارجية إلى كسبها. تُعرف هذه العملية بتأثير الاحتكاك الكهربائي ، والنتائج (تصبح إحدى المواد إيجابية والآخر مشحونة سلبًا). يعد تأثير الاحتكاك هو السبب الرئيسي للكهرباء الثابتة ، حيث نلاحظ وجودها في حياتنا اليومية ، وفي ظواهر العلوم المشتركة مثل تلك التي تتضمن فرك مواد الشحن المختلفة معًا. على سبيل المثال ، فرك البالون لجعله يكتسب شحنة سالبة ، وعند الاقتراب من الجدار ، سوف يجذب البالون المشحون إلى رسوم إيجابية في الحائط. وبالتالي سيتم توصيل البالون بالجدار لفترة مؤقتة.
- الكهرباء الساكنة الناتجة عن الضغط: يمكن إنشاء الضغط الميكانيكي المطبقة على أنواع معينة من البلورات والجزيئات الخزفية إلى خلل في الشحنات الكهربائية.
- الكهرباء الثابتة الناتجة عن الحرارة: يمكن أن يحرض التدفئة على فصل الشحنة في ذرات أو جزيئات معينة. ترتبط الخواص الذرية أو الجزيئية أيضًا باستجابة المواد والضغط عن كثب.
- الكهرباء الثابتة الناتجة عن الشحن: عندما يكون أي جسم مشحون من جسم محايد آخر ، سيؤدي ذلك إلى فصل الشحنات داخل الجسم المحايد. عندما تكون الشحنات بعيدة عن نفس القطبية ، ويجذب أو تقترب من الشحنات القطبية المعاكسة. مع العلم أن التأثير أكثر وضوحًا عند توصيل الجسم المحايد بمصدر كهربائي ، لأن الشحنات أكثر حرية في التحرك.
تاريخ اكتشاف الكهرباء الثابتة
اكتشف الإغريق ظاهرة كهربائية قديمة (الجاذبية الكهربائية) ، وكان هذا الاكتشاف في كولومبيا البريطانية (حوالي 600 قبل الميلاد). حيث لاحظ الفلاسفة في ذلك الوقت ، وخاصة Talis al -malti (فيلسوف وعالم فلكي يوناني ، أحد الحكيم السبعة في اليونان) ، أنه عندما نفرك قطعة الطيار بقطعة قماش ، سيولد بقوة جذابة للريش والسلاسل الصوفية والقطن.
بعد ذلك ، العالم الإنجليزي وليام جيلبرت ، الذي بدأ التحقيق في بعض الظواهر الكهربائية. اكتشف وجود مواد أخرى ذات خصائص الجذب ذات الصلة.
في عام 1733 م ، أثبت العالم الفرنسي تشارلز أن عملية الحكة لا تؤدي إلى قوة جاذبية بين الهيئات ، ولكنها تنتج أيضًا قوة عدم التوافق. ويرجع ذلك إلى نوع الكائنات المشاركة في هذه العملية وشحنها الكهربائي.
في القرن الثامن عشر ، سعى بنيامين فرانكلين إلى توضيح فكرة أن الشحنات الكهربائية قد تكون إيجابية أو سلبية. لقد أثبت أيضًا أن البرق هو الأمثلة الأكثر شيوعًا التي تشرح فكرة الكهرباء الثابتة.
تطبيقات عملية للكهرباء الثابتة في حياتنا
يمكن استخدام الكهرباء الثابتة في العديد من مجالات الحياة المختلفة. حيث نجد تطبيقًا عمليًا لها في المؤسسات والمكاتب والمختبرات والمصانع وغيرها الكثير. لذلك سوف نذكر العديد من تطبيقاتها المختلفة على النحو التالي:
- كل من البالون المطاطي: إنه واحد من أشهر التطبيقات العملية للكهرباء الثابتة. حيث نفرك البالون بقطعة من الصوف ، أو يمكن فركها بالشعر ، على سبيل المثال. ونتيجة لذلك ، ستنتقل بعض الإلكترونات من قطعة الصوف المشحونة إلى البالون ، بسبب الفرق والتهم المختلفة بين الهيئتين. هذا سيجعل البالون مشحونة بشحنة سالبة ، وتصبح قطعة من الصوف إيجابية. بعد ذلك ، سيتمكن البالون من جذب أي كائن يحمل شحنة إيجابية أو قادر على الاتصال بالجدار وتثبيته.
- آلة التصوير الفوتوغرافي: يعتمد عملها بشكل أساسي على فكرة انعكاس الأشعة الضوء على الورقة التي نريد تصويرها. بينما يحمل الحبر شحنة سلبية ، بينما يتم اتهام الورقة بالشبكة الإيجابية. وهذا ما يفسر حدوث جاذبية كهربائية لشحنة سالبة الحبر على الشحنة الإيجابية في الجهاز داخل الجهاز. سيؤدي هذا إلى صورة للورقة المطبوعة ، والتي تنطبق على الأساسي.
- الأساسيات الكهربائية: عادة ما تستخدم هذه المركبات لتنقية الهواء وأجواء الملوثات ذات الأشكال والأنواع المختلفة ، مثل (الغبار والدخان والبكتيريا) وغيرها من الأجسام الضارة بالبيئة والبشر أيضًا. حيث تقوم الكهرباء الثابتة بتصفية الهواء من الملوثات عن طريق الشحنات التي تجعلها تنجذب إلى الداخل والحفاظ على الهواء خالية من أي نوع.
- المصانع: نظرًا لأن هدفها الأساسي لهذا الإجراء هو التخلص من ملوثاتها قبل أن تصل إلى الجو ويؤثر سلبًا على مؤلم كوكبنا الجميل. ويوضح ذلك من خلال جاذبية الجزيئات الملوثة والمحبة إلى أقطاب الشحنة في الهواء ، مما يؤدي إلى بقاء الملوثات عالقة في الهواء.
- طلاء السيارة (طلاء الرش الإلكتروستاتيكي): تشحن جزيئات الطلاء أولاً شحنة كهربائية محددة ، ثم نطلق عليها أسطح السيارة المعدنية. في هذه الحالة ، سيتم جذب جزيئات الطلاء إلى سطح السيارة بشحنة معاكسة ، وهي ثابتة تمامًا. تزيد هذه الطريقة من كمية وحجم الطلاء الموجه إلى المناطق المراد تطبيقها ، وكذلك فقدان بعضها في جميع أنحاء المكان.
- البرق: ينشأ البرق من اندلاع شرارة كهربائية ناتجة عن تصادم السحب معًا أو داخل السحابة نفسها. عندما تشحن الماء أو الكاسبات الجليدية الجزء العلوي من السحابة مع الجزء السفلي من الزراعة السلبية. تؤدي الشحنات المختلفة إلى تصريف كهربائي بين السحبتين أو بين السحابة والأرض ، على سبيل المثال.
أسباب الإحساس بالكهرباء الثابتة
نظرًا لأن الكهرباء الثابتة ناتجة عن شرارة كهربائية بين أجسام التهم المختلفة ، وستلاحظ هذه الكهرباء الناتجة وجودها في حياتنا وسوف نشعر بها أيضًا. تختلف النسبة المئوية للإحساس بين الناس ، بسبب وجود عدة أسباب ، بما في ذلك:
- يتم تزويد أجسامنا بالشحنات الكهربائية الزائدة عند الاستخدام الطويل.
- عش في مكان مشحون كهربائي (أي وبعبارة أخرى ، المكان مليء بالشحنات الكهربائية عالية المستوى). على سبيل المثال ، وجود أبراج الكهرباء والشبكات ، وكذلك العدد الكبير من الهواتف الذكية والأجهزة الكهربائية.
- زيادة حدوث هذه الظاهرة في الأيام الجافة. كما يمنع الهواء الجاف الإلكترونات من التحرك بسهولة عبر الهواء. لذلك يتراكم في الهيئات بشكل عام ، ويصبح مشحونة بنسبة عالية من الرسوم الكهربائية. أي عندما تقترب الأجسام المشحونة من بعضها البعض ، سيتم إنشاء الطاقة الكهربائية (الكهرباء الثابتة) بينهما.
- تزيد بعض المواد والأنسجة والأقمشة من نسبة الكهرباء عند لمس الأجسام المشحونة. نلاحظ وجود هذه الظاهرة بوفرة عند ارتداء ملابس صوفية في الشتاء.
طرق للتخلص من الكهرباء الساكنة المزعجة بالنسبة لنا
على الرغم من أهمية الكهرباء الثابتة في حياتنا ودخولها إلى مجالات مختلفة من الحياة ، فقد يكون ذلك مزعجًا لبعض الناس في بعض الأحيان. بالإضافة إلى المخاطر والأضرار التي يمكن أن تسببها. لذلك سوف نعرض بعض النصائح التي تساعدك على التخفيف:
- في فصل الشتاء ، حاول تخفيف ارتداء الملابس الصوفية ، على سبيل المثال ، أو أي نوع من القماش الذي يخزن الشحنات الكهربائية. Keith يمكنك التركيز على ملابسك على الأقمشة منخفضة الشحن.
- ننصح Vitamat باستخدام العناصر والمصل ذات الصلة باستمرار ، من أجل الحفاظ على ترطيبها وتجنب التجفيف.
- الذهاب إلى اختيار الأحذية الجلدية (مصنوعة من الجلد الطبيعي) وتقليل استخدام الأنواع البلاستيكية ، لأن هذا يمنع تراكم الشحنات في الجسم.
- تتمتع دبابيس المعادن بميزة خاصة ، حيث أن وضعها في ملابس تقلل من كمية الكهرباء الثابتة ، وتمنع حدوث الاصطدام الناجم عن التهم المختلفة.
- حاول ترطيب الجو باستمرار لتخفيف الجفاف ، باستخدام مرطبات خاصة.
أخيرًا ، يمكن القول أن الكهرباء الثابتة هي ظاهرة علمية طبيعية ، والتي لها العديد من الفوائد وتدخل في تصنيع العديد من الأجهزة والأدوات التي تفيدنا في حياتنا اليومية. ولكن لديها العديد من المخاطر في نفس الوقت ، لذلك يجب تقليلها والتخلص منها إذا كانت مزعجة.
