تتحدث مقالتنا اليوم عن الشحنات الكهربائية والتي تتميز بها المواد التي تمتلك خاصية الجذب الكهروستاتيكي، وذلك في ظل وجود العديد من المواد المختلفة.
ما هي الشحنات الكهربائية
الشحنة الكهربائية هي إحدى الخصائص التي تميز الأجسام غير الذرية، وعمومًا، يشير مفهوم الكهرباء إلى العديد من الظواهر المختلفة التي تدل على وجود الشحنة الكهربائية وسيرها وتدفقها .
يعتبر علم الكهرباء واحدًا من العلوم الهامة التي لها تأثير كبير على العلوم الأخرى، حيث خضعت الكهرباء للدراسة منذ القدم، ولكن لم يتم تحسينها وتطويرها إلا في القرنين السابع عشر والثامن عشر .
سنسلط الضوء في مقالنا اليوم على الشحنة الكهربائية وأنواعها وعلاقتها بالأجسام ومصادرها، من خلال موسوعة تعريفية، فتابعونا.
شحنة كهربائية
- تُعَدُّ الشحنة الكهربائية واحدة من المصادر الطبيعية للطاقة الكهرومغناطيسية، وهي إحدى الخواص الفيزيائية التي تتعلق بالمادة، وتم تقسيمها إلى شحنات سالبة وشحنات موجبة.
- تحمل الجسيمات الشحنات السالبة أو الموجبة أو المتعادلة، وتحدث العديد من عمليات الاقتران حيث يتم اقتران الإلكترونات مع الشحنات السالبة، والبروتونات مع الشحنات الموجبة، والنيوترونات مع الشحنات المتعادلة.
- يمكن أن تحدث عمليات التفريغ الكهربائي بين جسمين لهما فروقات في الجهد الكهربائي، وتتميز هذه العملية بحدوثها فجأة وبشكل سريع، وتؤدي إلى حدوث تيار كهربائي مفاجئ وقد يكون غير مرغوب في حدوثه، على الرغم من وجود بعض الأجسام التي لا تحتوي على شحنات ولا تتبع عمليات الانتقال الكهربائي المعتادة وتُعرف باسم التفريغ الكهربائي .
الشحنة الكهربية والأجسام
يمكن ببساطة تحديد المادة بأنها عنصر واحد أو عناصر متعددة، وحتى الآن، تمكن العلم من تحديد أكثر من 107 عنصرًا من عناصر المادة. يحتوي كل عنصر على مجموعة من الذرات، وعند دراسة كل ذرة على حدة، نجد أن الذرة تتكون من ثلاث شحنات كهربائية؛ إما سالبة أو موجبة أو متعادلة .
أنواع الشحنات الكهربائية
تختلف أنواع المواد الموصلة للكهرباء باختلاف أنواع الشحنات الكهربائية، وذلك على النحو التالي:
- موصلة للكهرباء: المواد الموصلة هي تلك المواد التي تحتوي على إلكترونات تتمتع بحرية كبيرة في الحركة مما يجعل ربطها بالنواة ضعيفًا، ومن أمثلتها النحاس والحديد والمعادن بشكل عام.
- المواد العازلة: تتميز المواد غير الموصلة للتيار الكهربائي بأن الإلكترونات فيها لا تتحرك بحرية كبيرة لعدم وجود ترابط قوي مع النواة، وهي مثل الخشب والزجاج والبلاستيك.
- يتميز النوع الثالث من المواد بأنه شبه موصل للتيار الكهربائي، ويتميز بارتباط الشحنات السالبة بالنواة بارتباط متوسط القوة، ومن بين الأمثلة الشهيرة على هذا النوع المواد الشبه موصلة مثل السيليكون.
مميزات الشحنة الكهربائية
يمكن للشحنات الكهربائية أن تنتقل بين أجسام مختلفة إذا كان هناك جسم موصل جيد لها، وهذا ما يعرف باسم المواد الموصلة للتيار الكهربائي
تكون الشحنة الموجبة التي تتواجد داخل البروتون مساوية للشحنة السالبة التي تتواجد داخل الإلكترون، وتُرمز لهذه الشحنة أو القوة ب (e)
تنافر الشحنات الكهربائية المتشابهة مع بعضها البعض، في حين يتجاذب الشحنات المختلفة من بعضها البعض.
المصادر الطبيعية لإنتاج الطاقة الكهربائية
هناك عدة مصادر لتوليد الطاقة الكهربائية، بما في ذلك المصادر الطبيعية والغير طبيعية، وتنقسم المصادر الطبيعية إلى :
- متجددة: الشمس والماء والرياح والحرارة الجوفية .
- غير متجددة: الغاز و النفط و الطاقة النووية .
- وهناك مصادر غير طبيعية أخرى مثل الكيميائية والطرق الاستاتيكية والتحويلية.
المراجع
