بحث عن الكهرباء الساكنة

مقدمة بحث عن الكهرباء الساكنة

الكهرباء الساكنة هي إحدى أنواع الكهرباء التي تنشأ نتيجة اختلاف الشحنات الكهربائية بين جسمين، حيث يحمل أحد الجسمين شحنة سالبة كبيرة من الإلكترونات ويكون الجسم الآخر فاقدًا لجزء من الإلكترونات، ويحدث التوازن بين الجسمين عند تحريك الشحنات بينهما لتفريغ أو توزيع الشحنات الزائدة.

تعد الكهرباء الساكنة من بين الظواهر الطبيعية التي تنشأ بسبب عدة عوامل طبيعية، مثل البرق الذي ينشأ بين السحب والأرض، ويتم تفريغ الشحنة الكهربائية بين السحب والأرض.

يتعرض الإنسان يوميًا للشحنة الكهربائية الساكنة التي تكون ضعيفة ولا تسبب الأذى، وتتعامل معها بعدة طرق، وبالتالي، يمكن الحديث عنها بشكل أكبر في السطور التالية.

تعريف الكهرباء الساكنة

تُعرف الكهرباء الساكنة على أنها نوع من الكهرباء التي تتبع علم الفيزياء، وتُظهر كيفية جذب الشحنات الكهربائية والتعامل معها عن قرب، كما يمكن تعريف الكهرباء الساكنة بأنها الشحنات الكهربائية التي تتراكم أو تفقد في مكان ما.

أنواع الكهرباء

هناك نوعان من الكهرباء وهما:

• الكهرباء الساكنة (الستاتيكية): الكهرباء الساكنة هي نوع من الكهرباء يحدث نتيجة لانتقال الإلكترونات والشحنات السالبة من جسم إلى جسم آخر، حيث يحتوي أحدهما على شحنة إلكترونية والآخر يكون ناقصًا في الإلكترونات، ويحدث انتقال بينهما. ومن أمثلة الكهرباء الساكنة: ظاهرة البرق أو الصعقات البسيطة التي تحدث عند لمس أي جهاز كهربائي.
• الكهرباء المتحركة (الديناميكية): يتم استخدام هذا النوع من الكهرباء في العديد من المناطق لتشغيل الماكينات والآلات، ويتم الحصول عليه من مصادر مختلفة للطاقة مثل مولدات الطاقة الكهرومائية في السدود والمجاري المائية والمولدات الحرارية ولوحات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

تاريخ الكهرباء الساكنة

عرف الإغريق الكهرباء منذ 600 قبل الميلاد، حيث تم اكتشاف بعض الأعمال لطاليس الذي شرح قدرة الكهرمان على جذب الأجسام الدقيقة عند فركه.

• اكتشف ثاوفرستس بهض النظريات المتشابهة في عام 300 قبل الميلاد، ولكن كل هذه الاكتشافات لم يكن لها تفسير واضح.
• في عام 1600م، درس ويليام جيلبرت أول ظاهرة تنتج عن الكهرباء الساكنة، وقتها وضع لهذه الظاهرة اسم الكهرباء لأول مرة، وتحدث عن الاختلافات بين المغناطيسية والكهرباء.
• نجح بنجامين فرانكلين في إثبات أن البرق الذي يحدث في السماء هو تفريغ للشحنات الكهربائية الساكنة، وتم إثبات ذلك من خلال إحضار قضيبين من الزجاج والكهرمان، حيث تم توليد شحنات متضادة على كل قضيب بعد عملية التدليك.
• فلنفترض بعد ذلك أن الشحنات السالبة موجودة على قضيب الكهرمان والشحنة الموجبة موجودة على قضيب الزجاج، ويجدر الإشارة إلى أنه قام بتطوير نظرية السائل الفردي وهي تستند حاليًا على المفاهيم الفيزيائية.

قانون كولوم للكهرباء الساكنه

يصف قانون كولوم لنا أن الكهرباء الساكنة تنشأ نتيجة تجمع أو اندماج شحنات مختلفة، ووصفها بأنها قوية أو ضعيفة جدًا حسب تكوينها بين الإلكترونات والبروتونات، ويشير تاريخ الفيزياء الأول إلى أنه عند تدليك بعض المواد، يحدث اجتذاب لبعض الحبيبات الصغيرة نحوها وفقًا لقانون كولوم

كيف تتولد الكهرباء الساكنه

تنشأ الكهرباء الساكنة نتيجة تراكم بعض الشحنات الكهربائية على الأجسام أو الآلات المختلفة والمتراكمة، ويحدث ذلك عند وجود بعض الإلكترونات أو فقدها، وتحدث الكهرباء الساكنة في بعض الظواهر الطبيعية، وتنتقل من خلال الأجسام وأحيانًا تسبب إزعاجًا نتيجة شعور بلسعة كهربائية، لاسيما في فصل الشتاء، وتسعى الكهرباء الساكنة إلى إحداث التوازن بين الشحنات الموجودة والمحيطة بها، ولذلك فإن الكهرباء الساكنة تتحرك بحرية دون قيود أو شروط من أجل الحصول على التوازن .

طرق توليد الكهرباء الساكنة

يسهل توليد الكهرباء للاستخدام الشخصي، ويمكن جعلها لعبة ممتعة للأطفال، ويمكن توليدها بثلاث طرق

• الطريقة الأولي طريقة التدليك
• تتولد الكهرباء الساكنة عند تدليك مسطرة بقطعة من الصوف، حيث تنشأ شحنات كهربائية تحمل شحنة سالبة، وذلك نتيجة لفقد الإلكترونات الموجودة في الصوف عن بعضها، ويتم نقلها إلى المسطرة لتكتسب صفة الشحنة السالبة
• عند تدليك قطعة من الحرير على قطعة من الزجاج، يتولد الكهرباء الساكنة وتحمل صفات الشحنات الموجبة للإلكترونات المنفصلة عن بعضها البعض من الزجاج إلى الحرير، في حين يكتسب الزجاج شحنات موجبة.

طريقة الالتماس

يتم إنتاج الكهرباء الساكنة عندما يحدث تلامس فعال بين جسمين، حيث يتم شحن أحدهما ويكون الجسد الآخر غير مشحون، وفي هذه الحالة يتم تفريغ الكهرباء الساكنة المحمولة على الجسم المشحون إلى الجسم الغير مشحون

طريقة الحث

يشير هذا المصطلح إلى وضع جسم مشحون بجسم آخر مشحون قريبًا منه دون وجود تلامس بينهما. وفي هذا الوضع، تبدأ الشحنات التي تحمل صفات الشحنة السالبة في الجسم غير المشحون بالانجذاب نحو الجسم المشحون، في حين تبدأ الشحنات التي تحمل صفات الشحنة الموجبة في الابتعاد عن الجسم المشحون نحو الجهة الأخرى.

طرقة الدلك

هي طريقة تعتمد بشكل كامل على الفرك بين مادتين عازلتين، ويتولد بفعل الدلك شحنات كهربائية تتراكم على السطح الخارجي للمادة، ويمكن تجربتها بواسطة البالون وفركها، وبعد ذلك يمكنك جلب شعر وستلاحظ أنه سيتم لصقه على البالون بسبب الشحنات الكهربائية التي تتولد عليه.

الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية

تُعَدّ الكهرباء الساكنة من الأشياء الهامة التي يتم تطبيقها يوميًا في الحياة، وتشمل أهم الأشياء التي يتم استخدام الكهرباء الساكنة فيها ما يلي:

طابعات الليزر

تتألف طابعات الليزر من أسطوانة مشحونة بشكل كامل بشحنة موجبة، ويقوم الليزر بتغيير شحنة الأسطوانة من موجبة إلى سالبة عند الاصطدام بها، مما يساعد على ظهور الكلمات أو النصوص المطبوعة.

عندما تمر أسطوانة الحبر على الأسطوانة المشحونة بالشحنة السالبة، تنجذب جزيئات الحبر إلى المناطق التي تم شحنها.

المكثفات

تعمل المكثفات على تخزين الشحنات الكهربائية التي تنتج من تدفق التيار الكهربائي المار بها، ويتم ذلك عن طريق وجود فرق في الجهد بين الألواح المكثفة، والذي يساعد في الحفاظ على الشحنات الكهربائية لفترة زمنية محددة، ومن أمثلة المكثفات البطاريات القابلة للشحن.

الميكروفون البلوري

يتم إنتاج الكهرباء الساكنة في الميكروفون البلوري عن طريق الجهد الكهربائي الذي يوجد في الغشاء الرقيق الموجود في الميكروفون، وكان هذا النوع يعتمد سابقًا على ملح روشيل ولكن هذا الملح كان يتأثر بالرطوبة، لذلك تم استبداله بالمواد الخزفية.

تنقية الهواء

يعمل معطر الجو على تنقية الهواء من خلال جذب الجزيئات التي ترغب في التخلص منها، مثل الدخان أو الغبار، نحو الجهاز المشحون بشحنة معاكسة لشحنة هذه الجزيئات، وبذلك يتم التخلص من هذه الجزيئات المزعجة.

آلات التصوير

تعمل أجهزة التصوير بالكهرباء الساكنة، حيث يتم شحن الأسطوانة الموجودة داخل الجهاز بالشحنات الساكنة، وذلك لجذب جزيئات الحبر في اتجاهها عند تعرضها للضوء، ويتم جذب الحبر إلى المناطق المظلمة على الورقة.

دهان السيارات

عند طلاء السيارة، يعمل الرش الكهربائي على جعل السطح أملس، حيث يتم رش المسدس المشحون بشحنة موجبة للطلاء الذي يوجد في الأسطوانة، مما يجعل جزيئات الطلاء موجبة بشكل كامل وتتنافر، وعند ذلك ينجذب الرذاذ الخفيف للسيارة ويجعل السطح أملس.

الكهرباء الساكنة في جسم الإنسان

تحدث هذه الظاهرة عندما يتفاعل جسم الإنسان مع جسم مادي آخر، وتحدث هذه الظاهرة بسبب وجود شحنات سالبة وموجبة في جسم الإنسان، وتكون هذه الشحنات في حالة توازن وتعادل.

• عندما يحدث تماس بين جسم الإنسان وجسم آخر، يتم نقل الشحنات الكهربائية، وهذا يؤدي إلى حدوث تشوه في التوزيع الكهربائي في الجسم، ويمكن أن يؤدي هذا التشوه إلى شعور بالوخز أو الشعور بوميض أو صوت يسمى `الشرارة`.
• يجب الإشارة إلى أن وجود الكهرباء الساكنة في جسم الإنسان لا يشكل خطرًا كبيرًا على الجسم، ولكنه يسبب بعض الأعراض المزعجة مثل انقباض العضلات أو الإحساس بالإرهاق والتعب.

في حالة وجود شحنة كهربائية ثابتة في الجسم، يمكن التخلص منها باستخدام إحدى الطرق التالية:

• يتم لمس قطعة خشبية غير موصلة للكهرباء لتفريغ الشحنة الكهربائية الزائدة.
• في حال استمرار الشخص في تعرضه للشحنات الكهربائية، يمكنه شراء سوار نحاسي أو مغناطيسي لتفريغ الشحنات الكهربائية الزائدة في جسده.
• يجب الاحتفاظ بأي عملة نقدية حتى يتم إفراغ الشحنة بها.
• يجب غسل اليدين والقدمين أكثر من مرة في اليوم الواحد، حيث يساعد الماء على إزالة التراكم الزائد من الشحنات الكهربائية على الجسم.
• ينصح بالمشي على الأرض بدون حذاء لتفريغ الشحنة الزائدة في الجسم.
• الحفاظ على ارتداء الملابس القطنية يمنع تراكم الشحنات الكهربائية على الجسم.
• يجب ترطيب الجسم باستمرار للحد من تراكم الشحنات الكهربائية.

مخاطر الكهرباء الساكنة

على الرغم من أن الكهرباء الساكنة مهمة جداً، إلا أنها تشكل خطراً على العديد من الأشخاص، ويشمل ذلك الخطورات التالية:

• قد تسبب تفريغ الكهرباء من مصدر عالي الجهد في اندلاع الحرائق.
• تتعرض الأجهزة الكهربائية للتلف بسبب الصدمات الكهربائية المفاجئة.
• تسبب بعض الصدمات الكهربائية المؤلمة في الجسم في بعض الأحيان في توقف القلب.
• تحدث بعض الأخطاء خلال معالجة الأوراق أو البلاستيك أو مواد أخرى.
• يتعرض الأجهزة الميكانيكية أو أجزاء منها للتلف بسبب الشرارة التي تنشأ على سطحها.
• يمكن أن يحدث حرائق أو انفجارات مفاجئة بسبب مرور سوائل قابلة للاشتعال في الأنابيب والتعرض للاحتكاك معها.

خاتمة بحث عن الكهرباء الساكنة

وفي الختام، أود أن أشير إلى أهمية الكهرباء في حياتنا، سواء كنا في الداخل أو في الخارج، وقد تحدثنا عن ذلك فيما سبق، كما تم ذكر الطرق المختلفة للحصول على الكهرباء والمخاطر التي يمكن أن تترتب على ذلك.

أسئلة شائعة