ندرك جميعًا أهمية الكهرباء في حياتنا، لكن ماذا عن الكهرباء الساكنة؟ ما هي أهميته؟ وأين يمكننا استخدامه في حياتنا اليومية؟ وفي هذا المقال نعرض بعض الأمثلة على استخدام الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية.

وفي عام 600 قبل الميلاد، اكتشف اليونانيون ما يعرف اليوم بالكهرباء الساكنة. وفي ذلك الوقت، قام الفيلسوف اليوناني طاليس بتدليك العنبر بقطعة من القماش، لكنه اكتشف أن العنبر بدأ يجذب الصوف وخيوط القطن إلى مكان قريب. وبعد عدة سنوات اكتشف الكيميائي تشارلز وجود نوعين من الشحنات الكهربائية. وفي القرن الثامن عشر اكتشف بنجامين فرانكلين الشحنات الموجبة والشحنات السالبة. لقد توصل إلى هذا الاكتشاف بعد إجراء تجربة خطيرة كانت ستكلف حياته. لقد صنع طائرة ورقية وربط مفتاحًا معدنيًا في نهايتها، وتركها تطير في الهواء أثناء عاصفة رعدية. ولاحظ شرارة كهربائية قوية بين الطائرة والأشياء الموجودة على الأرض. واكتشف من خلال التجارب أن السحب تحمل شحنات كهربائية. كيف نستفيد من الكهرباء الساكنة؟ وسنوضح ذلك من خلال إعطاء أمثلة على استخدام الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية.

عناصر المقالة

آلات التصوير هي أمثلة على استخدام الكهرباء الساكنة

تعتمد آلية عمل آلات التصوير على الكهرباء الساكنة، لأن الآلة تحتوي على أسطوانة تسمى الأسطوانة، مصنوعة من مادة حساسة جداً للضوء ومشحونة بشحنات ساكنة. تقوم هذه الأسطوانة بإخراج حبيبات مسحوق الحبر من الخزان المخصص لها واستخدامها في طباعة النصوص والصور على ورق النسخ، وذلك من خلال الخطوات التالية:

  1. تقوم الآلة بتسليط ضوء ساطع على الوثيقة المراد تصويرها. ينعكس الضوء من الأجزاء البيضاء من المستند، بينما تمتصه الأجزاء الداكنة من الصور والنص.
  2. يتم شحن أجزاء معينة من الأسطوانة وهي الأجزاء التي تجذب حبيبات الحبر الأسود. تتشكل صورة الوثيقة المراد تصويرها على سطح الأسطوانة بواسطة شحنة ثابتة.
  3. تنتقل حبيبات مسحوق الحبر إلى المناطق المشحونة على سطح الأسطوانة، والتي تحدد صورة الوثيقة المراد نسخها، ومن ثم يتم نقل حبيبات الحبر الأسود إلى سطح الورقة البيضاء.
  4. تقوم الآلة أخيرًا بتثبيت حبيبات الحبر الأسود على سطح الورقة عن طريق التسخين. لأن هذه الحبوب حساسة للحرارة.

القضاء على التلوث البيئي باستخدام الكهرباء الساكنة

تساهم الكهرباء الساكنة في الحد من التلوث البيئي من خلال التخلص من الغازات الملوثة التي تولدها المصانع، وذلك من خلال استخدام المرشحات المثبتة في مداخن المصانع، بالإضافة إلى المرشحات العادية التي تعمل على تنقية الهواء من المواد العائمة. تعمل مرشحات الكهرباء الساكنة وفق الخطوات التالية:

  1. تصبح ملوثات الهواء مشحونة سالبًا عند مرورها عبر الفلتر بين أسلاك موصلة سالبة الشحنة.
  2. يتم بعد ذلك تمرير المواد المشحونة بين ألواح من مادة موصلة، ويتم شحنها بشحنة كهربائية موجبة، ويتم تركيبها رأسياً ومقابل بعضها البعض. تنجذب الملوثات ذات الشحنة السالبة إلى الألواح المشحونة بشكل إيجابي. يتم هز هذه الألواح باستخدام مطرقة ميكانيكية بحيث تتجمع المواد الملوثة في الأسفل ويتم إزالتها.

يمكن استخدام هذه المرشحات في المنازل والمطاعم والشركات لتنقية الهواء بشكل مستمر من الغبار والدخان.

وظاهرة البرق مثال على الكهرباء الساكنة

الطبقة العليا من السحب مشحونة بشحنات كهربائية ساكنة موجبة، بينما الطبقة السفلية مشحونة بشحنات سالبة. لذلك يحدث تفريغ البرق لاستعادة توازن الشحنات. ويمكن أن يحدث هذا التفريغ داخل السحابة نفسها، أو بين سحابتين، ولكن أيضًا بين السحابة والأرض. وعندما تكون الشحنات الموجودة في السحب كبيرة جدًا، فإنها تشق طريقها إلى الأرض، وتختار الأماكن المرتفعة مثل الأشجار والأبنية لسهولة الوصول إليها. لا ينتج البرق وميضًا من الضوء فحسب، بل ينتج أيضًا حرارة عالية تعمل على تدفئة الهواء المحيط، مما يؤدي إلى تمدده بسرعة، مما يؤدي إلى حدوث انفجار صوتي قوي يسمى الرعد.

طلاء السيارات باستخدام الكهرباء الساكنة

يمكن استخدام مبدأ الكهرباء الساكنة عند طلاء السيارات والأثاث والأشياء الأخرى. ويستخدم لهذا الغرض جهاز رش الطلاء، الذي يقوم بشحن قطرات الطلاء بشحنة كهربائية موجبة عند خروجها منها، بحيث تتنافر وتبتعد عن بعضها البعض. كما أن الجسم مشحون بشحنة سالبة، والتي تجذب جميع قطرات الطلاء إلى نفسه من خلال الجذب الكهربائي. يكون الطلاء بهذه الطريقة متجانسًا ولا يتم فقدان كمية كبيرة من الطلاء.

تستخدم المكثفات الإلكتروليتية الكهرباء الساكنة

المكثفات هي أجهزة ذات قدرة كهربائية محددة لتخزين كميات من الطاقة الكهربائية. يتكون المكثف من لوحين موصلين للكهرباء، تفصل بينهما مادة عازلة مثل المطاط لمنع مرور الشحنات بين اللوحين. يمكن شحن المكثف بالكهرباء الساكنة، مما يتسبب في أن تصبح إحدى اللوحين سالبة والأخرى موجبة. تستخدم المكثفات كبديل للبطاريات. يقوم بتخزين الكهرباء ويستخدمها عند الحاجة.

طرق توليد الكهرباء الساكنة

هناك عدة طرق لتوليد الكهرباء الساكنة، منها:

توليد الكهرباء الساكنة عن طريق التدليك

عندما يتم فرك جسمين معًا، تنتقل الإلكترونات من أحدهما إلى الآخر، مما يؤدي إلى شحن أحد الجسمين بالكهرباء الساكنة. على سبيل المثال، إذا فركنا قطعة من البلاستيك بقطعة من الصوف، فإن الإلكترونيات من الصوف تنتقل إلى البلاستيك، مما يجعلها مشحونة سالبًا.

توليد الكهرباء الساكنة عن طريق الاتصال

تحدث هذه الطريقة عندما يتلامس جسمان، أحدهما مشحون والآخر غير مشحون، وفي هذه الحالة يتم تفريغ الكهرباء الساكنة من الجسم المشحون إلى الجسم غير المشحون.

توليد الحث من الكهرباء الساكنة

وفي هذه الطريقة لا يحدث اتصال بين الجسمين أو انتقال للشحنات من جسم إلى آخر، بل يتم إعادة توزيع الشحنات الموجودة على سطح الجسم بسبب تأثره بالبيئة.