بحث عن الكهرباء الساكنة

مقدمة بحث عن الكهرباء الساكنة

الكهرباء الساكنة هي نوع من أنواع الكهرباء التي تنشأ بسبب وجود فروق في الشحنات الكهربائية بين جسمين، وذلك لأن أحد الأجسام يحمل شحنة سالبة كبيرة من الإلكترونات، في حين يكون الجسم الآخر فاقدا لبعض الإلكترونات، وهذا يجعل الشحنة تنتقل بين الجسمين لتوازن الشحنة أو لتفريغ الشحنة الزائدة.

تعد الكهرباء الساكنة من الظواهر الطبيعية التي تحدث بسبب عوامل مثل البرق، حيث يحدث البرق بين السحب والأرض، وذلك يؤدي إلى تفريغ الشحنة بينهما.

ومن المهم أن الشحنة الكهربائية الساكنة تكون ضعيفة ولا تتعرض للأذى، ويتعامل الإنسان معها بشكل يومي ويتم التعامل معها بطرق عدة، لذلك يمكن الحديث عنها من خلال الجمل التالية.

تعريف الكهرباء الساكنة

يمكن تعريف الكهرباء الساكنة كنوع من أنواع الكهرباء المتعلقة بعلم الفيزياء، وتوضح كيفية انجذابها الكهربائي والتعامل معها عن قرب. وهنا يتم التعريف بتولد الكهرباء الساكنة من تراكم أو فقدان الإلكترونات في مكان ما.

أنواع الكهرباء

هناك نوعان من الكهرباء وهما:

• الكهرباء الساكنة (الستاتيكية): الكهرباء الساكنة هي نوع من الكهرباء التي تنشأ عند انتقال الإلكترونات والشحنات السالبة من جسم إلى آخر. يحدث هذا عندما يكون للجسم شحنة سالبة من الإلكترونات وللجسم الآخر نقص في الإلكترونات، فيحدث تدفق بينهما. ومن أمثلة الكهرباء الساكنة، ظاهرة البرق والصعقات البسيطة التي تحدث عند لمس أي جهاز كهربائي.
• الكهرباء المتحركة (الديناميكية): نوع من الكهرباء المستخدم في العديد من المناطق لتشغيل الآلات والماكينات، ويتم الحصول على هذا النوع من الكهرباء من مصادر مختلفة مثل مولدات الطاقة الكهرومائية في السدود والمجاري المائية، والمولدات الحرارية، ولوحات الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح.

تاريخ الكهرباء الساكنة

اكتشف اليونانيون الكهرباء قبل 600 سنة قبل الميلاد، حيث تم اكتشاف بعض أعمال طاليس مثل شرحه لقدرة الكهرمان على جذب الأجسام الدقيقة عند فركه.

• قد اكتشف ثاوفرسطس بعض النظرات المتشابهة في عام 300 قبل الميلاد ولكنها جميعها اكتشافات لم يتم تفسيرها بوضوح.
• في عام 1600م، درس ويليام جيلبرت أول ظاهرة تنتج من الكهرباء الساكنة وأطلق عليها اسم الكهرباء، وذكر الاختلافات بين المغناطيس والكهرباء.
• توصل بنجامين فرانكلين إلى إثبات أن البرق في السماء ليس إلا تفريغا للشحنات الكهربائية الساكنة، وقد أثبت ذلك بواسطة قضيب زجاجي وقضيب من الكهرمان، حيث تم توضيح وجود شحنات متضادة على القضيبين بعد تدليكهما.
• ثم افترض أن الشحنات السالبة توجد على قضيب الكهرمان، والشحنة الموجبة توجد في قضيب الزجاج، ويذكر أنه قام بتطوير نظرية السائل الفردي التي تعتمد حاليا على الفيزياء.

قانون كولوم للكهرباء الساكنه

يشرح قانون كولوم لنا أن الكهرباء الاستاتيكية تنشأ نتيجة تجمع شحنات مختلفة، وهي قوية وضعيفة جدا بناء على اتحاد الإلكترونات والبروتونات. يشير تاريخ الفيزياء الأول إلى أن بعض المواد تجذب الحبيبات الصغيرة عند تدليكها، وفقا لقانون كولوم

كيف تتولد الكهرباء الساكنه

تنتج الكهرباء الساكنة نتيجة تراكم بعض الشحنات الكهربائية على الأجسام أو الآلات المتعددة والمتخلفة. تنتج أيضا نتيجة وجود أو فقدان بعض الإلكترونيات وتنتقل الكهرباء الساكنة لظاهرة أو طبيعة معينة. تنتقل عن طريق الأجسام وتسبب أحيانا إزعاجا بسبب الشعور بلسعة كهربائية خاصة في فصل الشتاء. غالبا ما تسعى الكهرباء الساكنة إلى إحداث توازن بين الشحنات المحيطة بها، ولذلك تتحرك الكهرباء الساكنة بحرية دون قيود لتحقيق التوازن .

طرق توليد الكهرباء الساكنة

من السهل توليد الكهرباء للاستخدام المنزلي ويمكن أن تجعلها لعبة مسلية لتلعبها مع أطفالك، ويمكن توليدها بثلاث طرق مختلفة

• الطريقة الأولي طريقة التدليك
• تتولد الكهرباء الساكنة عند تدليك مسطرة بقطعة من الصوف، حيث تنشأ شحنات كهربائية سالبة نتيجة فقد الإلكترونيات في الصوف، وتنتقل هذه الشحنات إلى المسطرة لتكتسب الصفات السالبة
• عندما يتم تدليك قطعة من الحرير على قطعة من الزجاج، يتولد التيار الكهربائي الساكن الذي يحمل خصائص الشحنات الموجبة المنفصلة عن الزجاج إلى الحرير، ويكون الزجاج مشحونا بشحنات موجبة.

طريقة الالتماس

وتتم إنتاج الكهرباء الساكنة من خلال حدوث تلامس فعال بين جسمين، حيث يكون أحد الجسدين مشحونا والجسد الآخر غير مشحون، في هذه الحالة يتم تفريغ الكهرباء الساكنة المحملة على الجسم المشحون إلى الجسم الغير مشحون

طريقة الحث

تعني هذه المصطلحات وجود جسم مشحون بجسم آخر مشحون قربا منه دون وجود تلامس بينهما، وفي هذا الوضع، تتجاذب الشحنات المحملة بالسالب من الجسم غير المشحون نحو الجسم المشحون، بينما تتباعد الشحنات المحملة بالموجب عن الجسم المشحون في الجهة الأخرى.

طرقة الدلك

هي طريقة تعتمد بشكل كلي على الفرك بين مادتين عازلتين، وهذا الفرك يؤدي إلى توليد شحنات كهربية تتراكم على السطح الخارجي للمادة، ويمكن تجربتها مع بالون وفركها ومن ثم إحضار شعر وستجد أنه يلتصق بها بسبب الشحنات التي تولدت على البالون.

الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية

الكهرباء الساكنة من الأشياء المهمة التي يتم تطبيقها بشكل يومي في الحياة، ومن أهم الأشياء التي يتم استخدام الكهرباء الساكنة فيها ما يلي:

طابعات الليزر

يتكون الليزر من أسطوانة مشحونة بشكل كامل والشحنة عليها إيجابية، وعندما يتعرض للإصطدام مع الشحنات يتحول إلى شحنة سالبة، وهذا يساهم في ظهور الكلمات أو النصوص المراد طبعتها.

تنجذب جزيئات الحبر إلى المناطق التي تم شحنها بشحنة سالبة عند مرور أسطوانة الحبر فوق الأسطوانة المشحونة.

المكثفات

تعمل المكثفات على تخزين الشحنات الكهربية التي تنتج من مرور التيار الكهربي المتحرك بها، ويتم ذلك من خلال وجود فرق في الجهد بين ألواح المكثف وهذا ما يساهم في الحفاظ على الشحنات الكهربية لفترة زمنية معينة، ومن أمثلتها البطارية القابلة للشحن.

الميكروفون البلوري

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

تنقية الهواء

عطر الجو يقوم بتنقية الهواء، ويتم ذلك عن طريق جذب الجزيئات المرغوب في التخلص منها مثل الدخان والغبار نحو الجهاز المشحون بشحنة معاكسة لشحنة تلك الجزيئات، وبذلك يتم التخلص من هذه الجزيئات المزعجة.

آلات التصوير

تعمل آلات التصوير بالكهرباء الساكنة، ويتم ذلك عن طريق شحن الأسطوانة الموجودة في الآلة بالشحنات الساكنة من الداخل، وذلك لتجذب جزيئات الحبر في الورقة نحوها عند تعرضها للضوء، حيث يتم جذب الحبر إلى المناطق المظلمة في الورقة.

دهان السيارات

تهدف الكهرباء الساكنة إلى تنعيم سطح السيارة عند طلاءها، ويتم ذلك بواسطة رش الكهرباء من خلال مسدس مشحون بشحنة موجبة، وتنتقل هذه الشحنة إلى الطلاء الموجود في الأسطوانة، مما يجعل جزيئات الطلاء موجبة بشكل كامل، وتتنافر وتظهر رذاذا خفيفا يتجذب إلى السيارة ويعطي سطحا أملسا.

الكهرباء الساكنة في جسم الإنسان

هي ظاهرة تحدث عندما يتفاعل جسم الإنسان مع جسم آخر، حيث يحتوي جسم الإنسان على شحنات موجبة وسالبة تتعادل وتتوازن.

• عندما يحدث تداخل بين جسم الإنسان وأي جسم آخر، تنتقل الشحنات الكهربائية، مما يؤدي إلى حدوث اضطراب في التوازن الكهربائي للجسم، وينتج عن ذلك شعور باللدغة على الجلد أو سماع صوت يعرف بالشرارة.
• من الجدير بالذكر أن الكهرباء الساكنة في جسم الإنسان ليست خطيرة بشكل كبير على الجسم، ولكنها تسبب بعض الأعراض المزعجة مثل انقباض العضلات والشعور بالإرهاق والتعب.

في حالة وجود شحنة كهربية ساكنة زائدة في الجسم، يمكنك التخلص منها بإحدى الطرق التالية:

• لمس قطعة خشبية لإفراغ الشحنة الكهربائية الزائدة باستخدام مادة غير موصلة للكهرباء.
• إذا استمرت المشكلة، يمكن شراء سوار نحاسي أو سوار مغناطيسي، والذي يقوم بتفريغ الشحنة الكهربية الزائدة في الجسم.
• التقاط أي عملة نقدية حتى يتم تفريغ الشحنة بها.
• قم بغسل يديك وقدميك أكثر من مرة في اليوم، وذلك لأن الماء يمنع تراكم الشحنات على الجسم.
• المشي حافي القدمين على الأرض للتخلص من التراكم الزائد في الجسم.
• يجب الحفاظ على ارتداء الملابس المصنوعة من القطن لمنع تراكم الشحنات الكهربية على الجسم.
• القيام بترطيب الجسم بشكل مستمر للحد من تراكم الشحنات الكهربائية.

مخاطر الكهرباء الساكنة

على الرغم من أهمية الكهرباء الساكنة، فإنها تعرض العديد من الأشخاص للمخاطر، ومن أهم تلك المخاطر ما يلي:

• قد يؤدي إلى نشوب الحرائق بسبب تفريغ الكهرباء من مصدر ذو جهد عال.
• تتعرض الأجهزة الكهربائية للتلف بسبب الصدمات الكهربائية الغير متوقعة.
• حدوث بعض الصدمات الكهربائية المؤلمة في الجسم تسبب أحيانا في توقف القلب.
• تتسبب في حدوث بعض الأخطاء أثناء معالجة الأوراق أو البلاستيك أو مواد أخرى.
• تتسبب الشرارة التي تنشأ على السطح في تلف الأجهزة الميكانيكية أو أجزاء منها.
• قد يحدث حرائق أو انفجارات مفاجئة بسبب مرور سوائل قابلة للاحتراق في أنابيب والتعرض للاحتكاك معها.

خاتمة بحث عن الكهرباء الساكنة

في الختام، أود أن أشدد على أهمية الكهرباء في حياتنا، سواء كانت ساكنة أو متحركة، وهذا ما تم مناقشته سابقا، وتم ذكر الطرق التي يمكن الحصول على الكهرباء الساكنة منها والمخاطر التي يمكن أن تنجم عنها.

أسئلة شائعة