كهرباء سكونية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(بالتحويل من كهرباء ساكنة)
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
Commons-emblem-merge.svg لقد اقترح دمج محتويات هذه المقالة أو الفقرة في المعلومات تحت عنوان كهروستاتيكا. (نقاش)
التلامس مع مكان الانزلاق جعل شعر الطفلة مشحونا بشحنة موجبة مما جعل كل شعرة تتنافر مع الأخرى. وأيضا يظهر شعرها منجذبا لسطح مكان الانزلاق الذي كانت تلهو وتنزلق عليه

الكهرباء الساكنة أو الكهرباء السكونية (بالإنجليزية: static electricity) هي فرع العلم الذي يتعامل مع ظاهرة الانجذاب الكهربائي. منذ التاريخ القديم كان معروفا أن بعض المواد تجذب الحبيبات الصغيرة بعد دلكها. كلمة إلكترون أطلقت على أجزاء كثيرة من العلم الطبيعي. ظاهرة الكهرباء الاستاتيكية جائت من القوى الكهربية التي تحدث بين الشحنات المختلفة. هذه القوى وصفها قانون كولوم. ولكن هذه القوى تعتبر قوى ضعيفة, فالقوى الكهربية بين الالكترون والبروتون, التي تجعلهم منجذبين لبعض في ذرة الهيدروجين, حوالي 40 ماجنينيوت من قوة التجاذب بينهم.

تنشأ الكهرباء الساكنة بسبب تجمع الكترونات أو غيابها في منطقة ما.

صورة برق بمدينة تورنتو.
الورق ينجذب إلى القرص المضغوط المشحونة

تتمثل الكهرباء السكونية بتجمع الشحنات الكهربائية على أجسام المعدات المختلفة, وهي ظاهرة طبيعية. تكمن المشكلة في تجمع الشحنات على جسم ما للحد الذي يشكل انتقالها إلى جسم آخر حدوث شرارة كهربائية, في الطبيعة يتم تحرك وانتقال الشحنات من جسم إلى آخر بحرية لا يضبطها إلا قانون أو خاصية بسيطة وهي انتقالها من جسم إلى آخر بهدف التعادل والتوازن بين كمية الشحنات المتجمعة.

عند تحرك هذه الشحنات يحصل سريان لخطي للتيار الكهربائي, كما تحصل شرارة كهربائية عند تحرك الشحنات من موقع إلى

آخر عبر الجو، أي عندما تقفز تلك الشحنات من جسم ذو كمية عالية من الشحنات إلى الجسم الآخر ذو شحنات اقل.

يمكن ملاحظة هذه الظاهرة يوميا عند خلع الملابس المصنعة من النايلون أو البوليستر في غرفة مظلمة ليلا فسنلاحظ ظهور شرر وصوت لفرقعات بسيطة وهذا نتيجة لانتقال الشحنات الكهربائية.

كذلك يمكن ملاحظة هذه الظاهرة عند تقريب ساعدنا المشعر من شاشة التلفاز فسنلاحظ وقوف الشعر وانجذابه إلى شاشة التلفاز. وكذلك عند تمشيط شعرك في يوم جاف ستلاحظ انجذاب الشعر نحو المشط .

تشكل هذه الظاهرة مشكلة كبيرة في الصناعة والمعامل وخصوصا في الصناعة النفطية والغازية مثلا, فأن انتقال الشحنات قد يسبب شارة قد تكون كافية لإيقاد الغازات والأبخرة المتواجدة بالموقع.

لتجاوز مشاكل هذه الظاهرة بسيط في ظاهره وهو جعل كافة الأجسام متعادلة من حيث تجمع الشحنات عليها, فلن يكون هناك تجمع للشحنات على جسم ما يفوق ما هو متجمع على الجسم الآخر.

لذا من العادة ربط جميع الأجسام المعدنية في المعمل مع بعضها وربطها مع الأرض من خلال نظام للتأريض بهدف تفريغ كل الشحنات الكهربائية المتجمعة إلى الأرض حيث تنتقل الألكترونات من الجهد المرتفع الى الجهد المنخفض و اذا كانت حرة الحركة .

تبقى مشكلة الشحنات المتكونة في الغيوم وتفريعها في ما بينها وبين الأرض والتي تتكون نتيجه فصل الارض ( المتعادلة ) للشحنات السالبة و الموجبة مما يؤدي إلى نشأة قوة تجاذب هائلة بين السحابة و الأرض والتي كثيرا ما سببت في حرائق الغابات, أما لحماية المسقفات والأبنية المرتفعة فيكون بواسطة نظم لمانعات الصواعق والتي تقوم بتسريب الشحنات والجهد الكهربائي العالي المصاحب لها للأرض.

ومن الجدير بالذكر ان الكهربائية الساكنة (الاستاتيكية)تستقر على سطوح الأجسام دائما وذلك لان الشحنات المتولدة على الجسم تكون من نوع واحد ونتيجه لذلك تنشأ قوى تنافر فيما بينها فتحاول أن تأخذ أقصى مسافة فيما بينها فتتجه إلى الخارج. وعلى هذا الأساس لا يصاب ركاب الطائرة بالصاعقة عند مرورهم من خلال غيمه مكهربة فتستقر الشحنات على سطح الطائرة ولا تتدخل إلى الداخل ولكن قد رجح العلماء بأن للكهرباء الساكنة وتواجدها على البشرة بشكل مباشر قد يساهم في الإصابة بسرطن الجلد . ولكن هناك العديد من الفوائد لهذة القوة حيث تحد من التلوث بسبب استطاعتها على تجميع السناج من المداخن . وكذلك تستخدم آلات التصوير الفوتوجرافي الكهرباء الساكنة لوضع الحبر الأسود على الورق .

طرق توليد الكهربائية المستقرة[عدل]

  • طريقة الدلك: ويمكن الحصول على الشحنات الكهربائية من خلال هذه الطريق. حيث مثلا نستطيع الحصول على :-
    • الشحنات الكهربائية السالبة من دلك ساق الابونايت بالفرو حيث تنفصل الالكترونات من الفرو لتذهب الى ساق الابونايت ليصبح سالب الشحنة.
    • الشحنات الكهربائية الموجبة من دلك ساق الزجاج بالحرير حيث تنفصل الالكترونات من الزجاج لتذهب الى الحرير فيصبح الزجاج موجب الشحنة.
  • طريقة التماس: وذلك بملامسة جسم مشحون بآخر غير مشحون فتنتقل اليه الشحنات الكهربائية من الجسم المشحون و تكون نوع شحنة الجسم الذي شحن اخيرا نفس نوع شحنة الجسم الذي شحنه(الذي تلامس معه).
  • طريقة الحث: ويكون ذلك كما في التجربة الاتية:
    • الادوات :- كرة موصلة و معزولة , سلك , جسم مشحون مسبقا (و لتكن شحنة موجبة مثلا).
    • العمل :-
      • نقرب الجسم المشحون من الكرة دون ان يلامسها فتقترب الشحنات السالبة للكرة من الجسم المشحون(تجاذب) وتبتعد الشحنات الموجبة للكرة على الجهة الثانية بعيدة عن الجسم المشحون(تنافر).
      • نصل الكرة بواسطة سلك الى الارض (مع بقاء الجسم المؤثر) فتتفرغ الشحنة الموجبة الى الارض و تبقى الشحنة السالبة على الكرة نتيجة التجاذب بينها و بين الشحنة السالبة للجسم المشحون مسبقا.
      • نرفع السلك عن الكرة و بعدها نبعد عنها الجسم المشحون المؤثر ايضا.
      • الكرة الآن اصبحت مشحونة بشحنة سالبة, ومن الملاحظ من طريقة توليد الكهربائية المستقرة بالحث ان الجسم الذي نريد ان نشحنه تكون شحنته مخالفة لشحنة الجسم المؤثر المشحون مسبقا.


الكهرباء الساكنة في العصور القديمة[عدل]

وقد عرفت ظاهرة طبيعية من الكهرباء الساكنة منذ العصور القديمة. تم تسجيلها من قبل طاليس من ميليتوس في القرن السادس قبل الميلاد وبدأ البحث العلمي في هذا الموضوع عندما تم بناء آلات لتوليد الكهرباء الساكنة بشكل مصطنع ، مثل مولد الاحتكاك التي وضعتها أوتو فون غيريكا في القرن السابع عشر. وقد تجلى الشهيرة العلاقة بين الكهرباء الساكنة والغيوم العاصفة من قبل بنيامين فرانكلين في 1750.


وصلات خارجية[عدل]

تجربة على الكهرباء الساكنة على موقع اليوتيوب على يوتيوب