الكهرباء الساكنة: كيف يتم إنتاجها ، أنواعها ، أمثلة - جسدي - بدني - 2025

و الكهرباء الساكنة هو تراكم الشحنات الكهربائية على عنصر هو في بقية. يتجلى هذا النوع من الكهرباء عندما يكون هناك اتصال بين نفس الكمية من البروتونات (جسيمات دون ذرية موجبة الشحنة) والإلكترونات (جسيمات دون ذرية سالبة الشحنة).

عادةً ما يتم إنشاء هذا الاتصال بين البروتونات والإلكترونات من خلال احتكاك عنصرين لهما شحنة معاكسة. في هذا الوقت تكون تأثيرات الكهرباء الساكنة على الأجسام واضحة ماديًا.

كيف يتم إنتاج الكهرباء الساكنة؟

يتم إنتاج الكهرباء الساكنة عندما يمرر جسم مشحون كهربائيًا بشكل مفرط الإلكترونات الزائدة التي يحتويها إلى جسم آخر. يحدث هذا من خلال إطلاق الطاقة.

في المقابل ، فإن الجسم الذي يتلقى تفريغ الإلكترونات يكون مشحونًا بشكل ثابت من خلال عملية تسمى الحث الكهروستاتيكي. يمكن أن يحدث هذا التفريغ وشحنة الطاقة - من جسم إلى آخر ، على التوالي - من خلال شرارات أو نوع من التفريغ الميكانيكي.

الطريقة الأكثر شيوعًا لإدراك الكهرباء الساكنة هي فرك جسمين مشحونين كهربائيًا بشحنات معاكسة.

يتضح هنا توازن الطاقة ، حيث أن الجسم الذي يحتوي على عدد إلكترون أعلى يتخلى عن هذه الشحنة للجسم مع انخفاض عدد الإلكترونات.

حتى لو كان الجسم يحتوي على شحنة إلكتروستاتيكية عالية جدًا ، يمكن للإلكترونات أن "تقفز" مباشرة نحو جسم التفريغ ، وبالتالي تولد قوسًا كهربائيًا بسبب الانهيار العازل للهواء.

في الأساس ، يرجع انتقال الإلكترونات من جسم إلى آخر إلى التفاعل الأساسي بين الشحنات: تجذب الشحنات الكهربائية المعاكسة وتتنافر مثل الشحنات الكهربائية.

وهذا يجعل من الممكن نقل الشحنات الكهربائية ، اعتمادًا على التفاعل الذي تحدثه أجسام أخرى ، من ذرة إلى أخرى وتتجه نحو سطح الأجسام.

وبالتالي ، يحدث انتقال الإلكترونات من الجسم الذي يحتوي على شحنة سالبة أكبر إلى الجسم مع شحنة سالبة أقل ، مما يؤدي إلى ظهور ظاهرة الكهرباء الساكنة.

أنواع

يمكن للكهرباء الساكنة أن تتجلى بطرق مختلفة ، اعتمادًا على طبيعة وحالة (صلبة ، سائلة ، غازية) للأجسام المشاركة في العملية. وبالتالي ، يمكن أن تحدث الكهرباء الساكنة في الأشكال التالية:

تحميل بين المواد الصلبة

تحدث هذه العملية ، التي تسمى أيضًا كهربة الاحتكاك ، عندما تنتقل الإلكترونات بين جسمين صلبين ، وتحدث من خلال الاحتكاك المباشر أو الاحتكاك بين كلا الجسمين. اثنان من هذه الأمثلة هي:

كهرباء زجاجي

يشير إلى الشحنة الكهربائية التي يكتسبها الزجاج عند فرك سطحه.

الكهرباء الراتنجية

تأثير مشابه للكهرباء الزجاجية التي تحدث عند فرك الراتنج.

تحميل السائل

يمكن أن تصبح السوائل مشحونة كهربائيًا عن طريق نقلها عبر الأنابيب أو بالتفاعل مع الجسيمات الصلبة مثل الغبار. في كلتا الحالتين يتعلق الأمر بملامسة السائل الصلب.

وبالمثل ، يمكن أيضًا أن تصبح مشحونة إلكتروستاتيكيًا من خلال التفاعل مع الغازات. ومع ذلك ، فإن الشحن بين السوائل يحدث فقط بين السوائل شديدة العزل.

تحميل الغاز

الغازات ، في حد ذاتها ، ليست مشحونة كهربائيا. ومع ذلك ، فمن الشائع مشاهدة العمليات التي يعمل فيها الغاز كوسيلة للتنقل بين الأجسام الصلبة أو السائلة.

بهذه الطريقة ، تلعب الغازات دورًا ثانويًا في هذا النوع من العمليات ، حيث إنها تعمل فقط كوصلة بين الشحنات الكهروستاتيكية وعناصر التفريغ.

تحميل مسحوق

من الشائع جدًا أن نشهد انتقال الإلكترون بين المساحيق المشحونة كهربائيًا ، نظرًا لطبيعة المواد وتنوع الخصائص والأشكال والأحجام التي يمكن أن تحدث في التفاعل.

أمثلة حقيقية

الكهرباء الساكنة موجودة في الحياة اليومية. على سبيل المثال ، شهدنا جميعًا تأثيرات الكهرباء الشعرية ، والمعروفة باسم الشعر المجعد أو الشائك.

فيما يلي بعض الأمثلة الحقيقية للكهرباء الساكنة لفضح الحالات الشائعة من الحياة نفسها:

- انفخي بالون هوائي وعقده وافركه على شعرك لنقل الحمل من الشعر إلى البالون. سترى كيف يلتصق شعرك بالبالون بسبب الشحنات الكهروستاتيكية ، متحديًا تأثير الجاذبية في بعض الأحيان.

- على سطح مستو ضع القليل من الملح أو الفلفل. في نفس الوقت ، فرك ملعقة شاي بلاستيكية بقطعة قماش صوفية ، سيحدث نقل الشحنة من قطعة قماش إلى ملعقة صغيرة. ثم حركي الملعقة الصغيرة بالقرب من الملح أو الفلفل. سترى كيف تتحرك الجزيئات نحو الملعقة الصغيرة بسبب جاذبية الشحنات الكهربائية المعاكسة.

- حركي المشط على شعرك عدة مرات ، خاصة إذا كانت الرطوبة في الجو قليلة. يتم شحن المشط بالكهرباء الساكنة عن طريق نقل الإلكترونات من الشعر إلى المشط. ثم قرب المشط من قطع القماش الصغيرة: سترى كيف تلتصق هذه القطع بالمشط بسبب جاذبية الشحنات الكهربائية المعاكسة.

- البرق هو شكل من أشكال الكهرباء الساكنة ، لأن الغيوم ، من خلال الاتصال المباشر بجزيئات الهواء ، تتبنى شحنة كهربائية معينة يجب أن تنقلها لموازنة نظامها. البديل الوحيد لنقل الإلكترونات الزائدة هو نقل هذه الشحنة الإضافية إلى سحابة أخرى عبر الهواء ؛ هناك تحدث الأشعة.

هل لديك مخاطر صحية؟

تشكل الكهرباء الساكنة مخاطر صحية إذا لم يتم اتخاذ الاحتياطات المناسبة.

وفقًا لإدارة السلامة والصحة المهنية ، المعروفة باختصارها باللغة الإنجليزية باسم OSHA ، في حالة تفريغ الجهد العالي ، يمكن أن تحدث صدمات مؤلمة لدى الأشخاص.

إذا تم الاتصال المفاجئ بجسم مشحون إلكتروستاتيكيًا ، يمكن أن تتدفق الشحنة عبر جسم الشخص ، مما يؤدي إلى حدوث صدمة كهربائية.

في هذه الحالة ، تتراوح العواقب من الحرق إلى أمراض القلب ، اعتمادًا على المسار الذي تنتقل إليه الكهرباء الساكنة في الجسم.

وبالمثل ، يمكن أن تكون الكهرباء الساكنة مصدر اشتعال للمواد القابلة للاشتعال وتتلف الوصلات الإلكترونية الحساسة.

المراجع

1. أنواع مختلفة من الكهرباء (2016). تم الاسترجاع من: atomberg.com
2. كيفية إنتاج الكهرباء الساكنة (2017). تم الاسترجاع من: sciencing.com
3. جوناسن ، ن. (2000). كيف يتم توليد الكهرباء الساكنة؟ Mr. Static، Compliance Engineering 17، no. 5. تم الاسترجاع من: incompliancemag.com
4. لوكاس ، ج. (2015). ما هي الكهرباء الساكنة؟ تم الاسترجاع من: Livescience.com
5. مبادئ الكهرباء: الكهرباء الساكنة والديناميكية (2013). تم الاسترجاع من: redusers.com
6. ريدوندو ، ر. (2018). قاموس الهندسة الكهربائية. جامعة سالامانكا. المدرسة الفنية العليا للهندسة الصناعية. تم الاسترجاع من: electricity.usal.es
7. الكهرباء الساكنة (2004). GCSE Bitesize. BBC © تم الاسترجاع من: bbc.co.uk