الكهرباء الساكنة كيف يتم إنتاجها ، أنواعها ، أمثلة

ال الكهرباء الساكنة هو تراكم الشحنة الكهربائية على عنصر في حالة راحة. يظهر هذا النوع من الكهرباء عندما يكون هناك اتصال بين نفس عدد البروتونات (الجسيمات دون الذرية ذات الشحن الموجب) والإلكترونات (الجسيمات دون الذرية ذات الشحنة السالبة).

عادةً ما يتم إنشاء هذا الاتصال بين البروتونات والإلكترونات من خلال احتكاك عنصرين لهما شحنة معاكسة. في هذه اللحظة تتعرض جسديًا لتأثيرات الكهرباء الساكنة على الأجسام.

مؤشر

• 1 كيف يتم إنتاج الكهرباء الساكنة?
• 2 أنواع
  • 2.1 تحميل بين المواد الصلبة
  • 2.2 تحميل السوائل
  • 2.3 تحميل الغازات
  • 2.4 تحميل المساحيق
• 3 أمثلة حقيقية
• 4 هل لديك مخاطر صحية؟?
• 5 المراجع

كيف يتم إنتاج الكهرباء الساكنة?

يتم إنتاج الكهرباء الساكنة عندما ينقل جسم مشحون كهربائيًا فائض الفائض من الإلكترونات التي يؤويها إلى جسم آخر. يحدث هذا من خلال إطلاق الطاقة.

بدوره ، يتم شحن الجسم الذي يستقبل تفريغ الإلكترون بشكل ثابت من خلال عملية تسمى الحث الكهربائي. يمكن أن يحدث هذا التفريغ وشحن الطاقة - من جسم إلى آخر ، على التوالي - من خلال الشرر أو نوع من التفريغ الميكانيكي. 

تتمثل الطريقة الأكثر شيوعًا لإدراك الكهرباء الساكنة في فرك جثتين مشحونين بالكهرباء بتهم معاكسة.

هنا يتضح التوازن النشط ، لأن الجسم الذي يحتوي على عدد إلكترون أعلى ينتج عنه هذا الحمل للجسم مع انخفاض عدد الإلكترون. 

حتى إذا كان للجسم شحنة إلكتروستاتية عالية للغاية ، فقد "تقفز" الإلكترونات مباشرة إلى جسم التفريغ ، مما يولد قوسًا كهربائيًا بسبب الانهيار العازل للهواء..

في جوهره ، فإن نقل الإلكترونات من جسم إلى آخر يرجع إلى التفاعل الأساسي بين الشحنات: يتم جذب الشحنات الكهربائية المعاكسة وصد نفس الشحنات الكهربائية بعضها البعض.

وهذا يجعل من الممكن نقل الشحنات الكهربائية ، اعتمادًا على رد الفعل الناتج عن الأجسام الأخرى ، من ذرة إلى أخرى والتحرك نحو سطح الأجسام.

نتيجة لذلك ، يحدث نقل الإلكترونات من الجسم الذي يحتوي على أكبر شحنة سالبة إلى الجسم مع شحنة أقل سلبية ، مما أدى إلى ظاهرة الكهروستاتيكية.

نوع

يمكن للكهرباء الساكنة أن تتجلى بطرق مختلفة ، اعتمادًا على طبيعة وحالة (الصلبة والسائلة والغازية) من الهيئات المعنية في العملية. وبالتالي ، يمكن تقديم الكهرباء الساكنة بالطرق التالية:

تحميل بين المواد الصلبة

تحدث هذه العملية ، التي تسمى أيضًا triboelectrificación ، عندما يتم نقل الإلكترونات بين جسمين صلبين ، وتحدث من خلال الاحتكاك المباشر أو الاحتكاك بين الهيئتين. مثالان على هذا النوع:

الكهرباء الزجاجية

يشير إلى الشحنة الكهربائية التي يكتسبها الزجاج عندما يتم تبريد سطحه.

الكهرباء راتنج

تأثير مماثل للكهرباء الزجاجية التي تحدث عند فرك الراتنج.

تحميل السوائل

يمكن شحن السوائل كهربائيًا عن طريق نقلها عبر الأنابيب أو عن طريق التفاعل مع الجزيئات الصلبة مثل الغبار. في كلتا الحالتين فهو يدور حول الاتصالات بين المواد الصلبة والسوائل.

وبالمثل ، يمكن أيضًا شحنها كهربيًا عند التفاعل مع الغازات. ومع ذلك ، فإن الحمل بين السوائل يحدث فقط بين السوائل العازلة للغاية.

تحميل الغازات

الغازات ، في حد ذاتها ، ليست مشحونة كهربائيا. ومع ذلك ، فمن الشائع أن نشهد عمليات يكون فيها الغاز بمثابة وسيلة نقل بين الأجسام الصلبة أو السائلة.

بهذه الطريقة ، تلعب الغازات دورًا ثانويًا في هذا النوع من العمليات ، لأنها تعمل فقط كحلقة وصل بين عناصر الشحن والتفريغ الكهربائي.

تحميل المساحيق

من الشائع جدًا مشاهدة عملية نقل الإلكترون بين مساحيق مشحونة كهربائيًا ، نظرًا لطبيعة المواد ومجموعة متنوعة من الخصائص والأشكال والأحجام التي قد تحدث في التفاعل.

أمثلة حقيقية

الكهرباء الساكنة موجودة في الحياة اليومية. على سبيل المثال ، شهدنا جميعًا آثار الكهرباء الشعرية ، المعروفة شعبياً باسم الشعر المجعد أو الشعر الخشن.

نقدم هنا بعض الأمثلة الحقيقية للكهرباء الساكنة لفضح الحالات الشائعة المستخرجة من الحياة نفسها:

- قم بتضخيم منطاد الهواء ، وعقده وفركه على شعرك لنقل الحمل من الشعر إلى البالون. سترى كيف يلتزم شعرك بالون بسبب الشحن الكهربائي ، مما يتحدى في بعض الأحيان تأثير الجاذبية.

- ضع القليل من الملح أو الفلفل على سطح مستو. في وقت واحد ، قم بفرك ملعقة بلاستيكية بقطعة قماش صوف ، وسيحدث نقل الحمولة من قطعة القماش إلى الملعقة. بعد ذلك ، أحضر الملعقة نحو الملح أو الفلفل. سترى كيف ستقترب الجسيمات من الملعقة بسبب جذب الشحنات الكهربائية المعاكسة.

- حرك المشط على شعرك عدة مرات ، خاصة إذا كان هناك القليل من الرطوبة في البيئة. يتم شحن المشط بالكهرباء الساكنة عن طريق نقل الإلكترونات من الشعر إلى المشط. ثم اصطحب المشط باتجاه قطع صغيرة من القماش: سترى كيف يتم تعليقها في المشط عن طريق جذب الشحنات الكهربائية المعاكسة.

- الأشعة هي شكل من أشكال الكهرباء الساكنة ، حيث أن السحب ، التي لها اتصال مباشر مع جزيئات الهواء ، تتبنى شحنة كهربائية معينة يجب أن تنقلها لموازنة نظامها. البديل الوحيد لنقل فائض الإلكترونات هو نقل هذه الشحنة الإضافية إلى سحابة أخرى عبر الهواء ؛ هناك أشعة تجري.

هل لديك مخاطر صحية؟?

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

وفقًا لإدارة الصحة والسلامة المهنية ، والمعروفة اختصارا باللغة الإنجليزية باسم OSHA ، في حالة توليد تصريفات عالية الجهد يمكن أن تحدث صدمات مؤلمة في الناس.

إذا تم الاتصال المفاجئ بجسم مشحون كهربائياً ، فيمكن أن تتدفق الشحنة عبر جسم الشخص ، مما يولد صدمة كهربائية.. 

في هذه الحالة ، تتراوح النتائج بين الحروق والتأثيرات القلبية ، اعتمادًا على مسار الكهرباء الساكنة في الجسم.

وبالمثل ، يمكن للكهرباء الساكنة أن تكون مصدر اشتعال للمواد القابلة للاشتعال وتلف التوصيلات الإلكترونية الحساسة.

مراجع

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؟ السيد ثابت ، هندسة الامتثال 17 ، لا. 5. تم الاسترجاع من: incompliancemag.com
4. Lucas، J. (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: electricidad.usal.es
7. الكهرباء الساكنة (2004). GCSE Bitesize. بي بي سي ©. المستردة من: bbc.co.uk