بحث عن الكهرباء الساكنة
بحث عن الكهرباء الساكنة، هو ما سنقدمه لكم في هذا المقال، فلا يوجد أحد منّا إلا وقد شعر بوجود الكهرباء الساكنة التي تسبب شرراً أو صدمةً كهربائيةً خفيفةً عند المصافحة أو لمس الشراشف والمناشف والملابس المصنوعة من الصوف وغير ذلك من الأقمشة، وفي هذا المقال، سنسلط الضوء على الكهرباء الساكنة ونتعرف على مسبباتها وكيفية تشكلها وآثارها وكيفية الحد من انتشارها، وغيرها من المعلومات المفيدة عنها من خلال بحث عن الكهرباء الساكنة.
مقدمة بحث عن الكهرباء الساكنة
هل سبق لك وأن شعرت بشرارة كهربائية عندما تصافح صديقك؟ أو عندما تلامس المنشفة أو غطاء الفراش أو غير ذلك؟ لا بد أنك قد مررت بهذا الموقف من قبل، ويعود سبب هذه الشرارة الكهربائية إلى ما يسمى بتأثير الكهرباء الساكنة، لذلك سنسلط الضوء في هذا البحث على الكهرباء الساكنة ونتعرف على الكثير من المعلومات المفيدة عنها.
شاهد أيضًا: عبارات شكر على الهدية تويتر جميلة ومميزة
بحث عن الكهرباء الساكنة
قد يكون مصطلح الكهرباء الساكنة مصطلحاً مألوفاً للكثير من الناس، ولكن الكثير منهم لا يعرف من أين تنشأ هذه الكهرباء وكيف يتم تفريغها لذلك دعونا نقدم لكم فيما يأتي بحث عن الكهرباء الساكنة:
تعريف الكهرباء الساكنة
الكهرباء الساكنة: هي شكل من أشكال الكهرباء الناتج عن عدم التوازن بين الشحنات الموجبة والسالبة داخل المادة، ويحدث عندما تنتقل الإلكترونات (الجزيئات سالبة الشحنة في الذرة) من مادة إلى أخرى، فإذا كانت المادة المستقبلة للإلكترون إما معزولة أو غير موصلة للكهرباء، فإنها تميل إلى الاحتفاظ بالإلكترونات، مما يؤدي إلى تراكم الشحنة الكهربائية عليها. وبما أن هذه الشحنة لا تتحرك، يشار إليها بالكهرباء الساكنة لتمييزها عن الكهرباء أو التيار الكهربائي الذي يتمثل بتدفق سيل من الإلكترونات في المادة الناقلة، وعندما تسمح الظروف بتدفق الشحنات الساكنة المتراكمة، يتم تفريغ الفائض من الكهرباء الساكنة، وتصبح تياراً كهربائياً.
شاهد أيضًا:من هي المرأة التي تستطيع ان تتزوجها وزوجها حي يرزق
سبب تشكل الكهرباء الساكنة
تتكون المواد من ذرات تكون عادةً متعادلة كهربائيًا لأنها تحتوي على أعداد متساوية من الشحنات الموجبة (البروتونات في نواتها) والشحنات السالبة (الإلكترونات الموجودة في “الأغلفة” المحيطة بالنواة). تتطلب ظاهرة الكهرباء الساكنة فصل الشحنات الموجبة والسالبة، فعندما تتلامس مادتان، قد تنتقل الإلكترونات من مادة إلى أخرى، مما يترك فائضًا من الشحنة الموجبة في إحدى المادتين، وشحنة سالبة مساوية في المادة الأخرى، وعندما تنفصل هذه المواد عن بعضها فإنها تحتفظ بالشحنات الإضافية التي حصلت عليها من عملية التلامس.
كيف تتشكل الكهرباء الساكنة
عندما تتلامس أو تحتك الذرات المختلفة مع بعضها البعض، فإن الإلكترونات – سالبة الشحنة – يمكن أن تنتقل فيما بينها، تتحرر إلكترونات من إحدى المادتين وتفقد الإلكترونات المتحررة من المادة شحنتها السالبة، وتصبح مشحونة موجبة عندما يكون عدد البروتونات – موجبة الشحنة – أكبر من عدد الإلكترونات. وعلى العكس من ذلك، فإن المادة التي تكتسب الإلكترونات تصبح سالبة الشحنة، ومع انتقال المزيد من الإلكترونات من مادة إلى أخرى – بسبب الاتصال المتكرر بينها – ستتراكم شحنات سالبة إضافية في عملية يشار إليها باسم التأثير الكهربائي الاحتكاكي.
يمكن أن تنشأ شحنة كهربائية ساكنة عندما يتلامس سطحان أو ينزلقان على بعضهما البعض ثم ينفصلان، إن تأثيرات الكهرباء الساكنة مألوفة لدى معظم الناس لأنهم يستطيعون الشعور بالشرر وسماعه وحتى رؤيته إذا تم تحييد الشحنة الزائدة عند تقريبها من موصل، تسمى هذه الظاهرة المألوفة للصدمة الساكنة التفريغ الكهروستاتيكي وتنتج عن تحييد الشحنة.
شاهد أيضًا: من هي المرأة التي تستطيع ان تتزوجها وزوجها حي يرزق
أمثلة على الكهرباء الساكنة
إذا تم فرك جسمين معًا فإنهما يكتسبان شحنات متساوية ومتعاكسة، وتنشأ بينهما قوة تجاذبية لأن الشحنات السالبة تنجذب إلى الشحنات الموجبة وبالعكس، وتساعد الظروف المحيطة في نشوء الكهرباء الساكنة خاصة إذا كان الجسمان عازلين وكان الهواء المحيط جافًا، كما هو الحال عندما تتحرك قدم الشخص على السجادة، في هذا المثال، تقوم الذرات الموجودة في جسم الشخص بتجريد الإلكترونات من السجادة وتترك وراءها شحنة موجبة على ألياف السجادة، وتنعزل الإلكترونات في ذرات جسم الإنسان.
وعندما يقترب هذا الشخص من مادة موصلة، كما هو الحال عند مد يده للمس مقبض الباب، يظهر مسار لتوصيل الشحنة المتراكمة، وتقفز الإلكترونات فجأة إلى المادة الموصلة، مما قد يسبب شرر خفيف يشعر به الشخص في بعض الأحيان، ولأن الشحنات المتشابهة تتنافر، فإن الإلكترونات المنقولة التي تتراكم في الجسم تنتقل إلى الأطراف، مثل خصلات الشعر الفردية التي قد تتنافر وتقف نتيجة الكهرباء الساكنة، وقد تم إثبات هذه الظاهرة باستخدام مولد فان دي غراف، الذي يستخدم حزامًا متحركًا لتجميع الشحنات الكهربائية على كرة معدنية.
وكمثال آخر على تأثيرات الكهرباء الساكنة هي صعقة البرق، والتي تحدث نتيجة تراكم فائض من الشحنة الكهربائية في منطقة السحابة، وتتشكل جزيئات البَرَد الصغيرة في السحابة عندما تتجمد الرطوبة الموجودة في الهواء، وتقوم هذه الجزيئات بنقل الشحنة أثناء تشكلها، وتتحرك داخل السحابة، وتصطدم ببعضها البعض. ومع تشكل جزيئات البَرَد الإضافية المشحونة، يحدث فصل الشحنات، حيث يعمل الهواء كعازل بين الجزيئات المشحونة في السحابة وكذلك بين السحابة والأرض. وعندما يكون فائض الشحن كبيرًا بما فيه الكفاية، فإنه يتغلب على قدرة الهواء العازلة، ويتم تفريغ الكهرباء بين السحب أو بين الأرض والسحابة نفسها.
استخدامات الكهرباء الساكنة
بعض الاستخدامات الأكثر شهرة للكهرباء الساكنة تحدث في مرشحات الهواء وأجهزة إزالة الغبار، والتي تستفيد من اختلافات الشحن بين المواد لإزالة الجزيئات المحمولة بالهواء، فعندما تمر جزيئات الهواء المشحونة كهروستاتيكيًا عبر نظام الفلتر، فإن طبقات الفلتر، التي لها شحنة معاكسة، تلتقطها وتحبسها، وذلك لأن الجزيئات ذات الشحنات المتعاكسة تتجاذب، ومع ذلك، فإن تراكم الشحنات الساكنة ليس مفيدًا دائمًا.
يوجد العديد من الأضرار التي قد تسببها الكهرباء الساكنة وخاصة في الأجهزة الإلكترونية الدقيقة، فعلى سبيل المثال يمكن أن تتسب الكهرباء الساكنة في تلف المكونات الكهربائية المهمة في شرائح الكمبيوتر والمكونات الأخرى في الدوائر الإلكترونية، ومن الجدير بالذكر أن العاملين في مجال تصنيع وإصلاح الدارات الإلكترونية الدقيقة يلبسون سواراً خاصاً موصولاً إلى الأرض يقوم بتفريغ الشحنات الساكنة إلى الأرض لتجنب انتقالها إلى هذه الدارات.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الاحتكاك الذي يحدث أثناء ضخ السوائل عبر الخراطيم أو خطوط الأنابيب يمكن أن يتسبب في تراكم شحنة ثابتة، مما قد يكون خطيرًا إذا كانت هذه السوائل أو الغازات التي تنتجها قابلة للاشتعال، وعندما تتلامس هذه الشحنة الساكنة مع جسم مؤرض، يمكن أن تخلق شرارة، وهذه الشرارة يمكن أن تشعل هذه المواد.
شاهد أيضًا: فوائد السبانخ في انقاص الوزن ، طريقة عمل السبانخ للرجيم
كيفية الحد من تأثير الكهرباء الساكنة
على الرغم من التأثير البسيط الذي قد تحدثه الكهرباء الساكنة، إلا أن هذا التأثير البسيط قد يخلف عواقب خطيرة، وتعتمد خطورة الكهرباء الساكنة ومقدار الحاجة إلى الحد منها على البيئة وظروف العمل، وفيما يأتي بعض الطرق التي يمكن من خلالها الحد من تأثير الكهرباء الساكنة:
- يمكن إزالة أو منع تراكم الشحنات الساكنة في المنزل من خلال فتح نافذة أو استخدام جهاز ترطيب الهواء، لزيادة محتوى الرطوبة في الهواء، مما يجعل الجو أكثر موصلية، ويحد من انتشار الشحنات الساكنة التي تلتصق بالأجسام العازلة.
- يمكن معالجة العناصر الحساسة بشكل خاص للتفريغ الساكن باستخدام عامل مضاد للكهرباء الساكنة، مما يضيف طبقة سطحية موصلة تضمن توزيع أي شحنة زائدة بالتساوي. وكمثال على ذلك منعمات الأقمشة وألواح التجفيف المستخدمة في الغسالات ومجففات الملابس التي تعد عاملاً مضاداً للكهرباء الساكنة يستخدم لمنع وإزالة الالتصاق الساكن.
- العديد من أجهزة أشباه الموصلات المستخدمة في الإلكترونيات حساسة بشكل خاص للتفريغ الساكن، لذلك تُستخدم الأكياس الموصلة المقاومة للكهرباء الساكنة بشكل شائع لحماية هذه المكونات.
- في البيئات الصناعية مثل مصانع الطلاء أو الدقيق وكذلك في المستشفيات، تُستخدم أحيانًا أحذية السلامة المضادة للكهرباء الساكنة لمنع تراكم الشحنات الساكنة بسبب ملامستها للأرضية. تتميز هذه الأحذية بنعال ذات موصلية جيدة وهي تختلف عن الأحذية العازلة التي توفر بعض الحماية ضد الصدمات الكهربائية الخطيرة الناجمة عن جهد التيار الكهربائي.
الشرارة الساكنة
هي الشرارة المرتبطة بالكهرباء الساكنة التي تنتج عن التفريغ الساكن، حيث يتم تحييد الشحنات الزائدة عن طريق تدفق الشحنات من أو إلى المناطق المحيطة، وينجم الشعور بالصدمة الكهربائية عن تحفيز الأعصاب أثناء تدفق التيار عبر جسم الإنسان. تختلف الطاقة المخزنة ككهرباء ساكنة على جسم ما اعتمادًا على حجم الجسم وسعته، والجهد الذي يتم شحنه به، وثابت العزل الكهربائي للوسط المحيط.
لنمذجة تأثير التفريغ الساكن على الأجهزة الإلكترونية الحساسة، تم تمثيل الإنسان كمكثف سعته 100 بيكوفاراد، مشحون بجهد يتراوح من 4000 إلى 35000 فولت، فعند لمس جسم ما، يتم تفريغ هذه الطاقة في أقل من ميكروثانية. وعلى الرغم من أن الطاقة الإجمالية صغيرة، في حدود المللي جول، إلا أنها لا تزال قادرة على إتلاف الأجهزة الإلكترونية الحساسة. تقوم الأجسام الأكبر حجمًا بتخزين المزيد من الطاقة الساكنة، والتي قد تشكل خطورة مباشرة على الاتصال البشري أو قد تعطي شرارة يمكن أن تشعل غازًا أو غبارًا قابلاً للاشتعال.
خاتمة بحث عن الكهرباء الساكنة
إذاً فالكهرباء الساكنة هي شكل من أشكال الكهرباء الناتج عن عدم التوازن بين الشحنات الموجبة والسالبة داخل المادة، ويحدث هذا الاختلال في التوازن جراء انتقال الشحنات من مادة إلى أخرى عند الاحتكاك أو التلامس، وعند تفريغ هذه الشحنات يمكن أن تحديث شرارة بسيطة لكنها في بعض الظروف قد تكون مؤذية بشدّة، ويمكن الحد من انتشار هذه الكهرباء من خلال طرق عديدة تختلف من بيئة إلى أخرى.
إلى هنا نكون قد وصلنا وإياكم إلى نهاية مقالنا الذي قدمناه لكم بعنوان بحث عن الكهرباء الساكنة والذي أدرجنا لكم فيه بحثاً بالعناصر كاملة عن الكهرباء الساكنة تحدثنا فيه عن تعريف هذه الكهرباء ومسبباتها وكيفية تشكلها، واستعرضنا سوياً استخداماتها وكيفية الحد من تأثيرها.
