ما هو تعريف الكهرباء الساكنة؟ وكيف يختلف هذا عن الكهرباء التي نستخدمها في حياتنا اليومية؟ يعود اكتشاف الكهرباء الساكنة إلى القرن السادس قبل الميلاد، عندما أجرى الفيلسوف اليوناني طاليس تجربة عن طريق تدليك الكهرمان بقطعة قماش، مشيراً إلى أن الكهرمان أصبح جذاباً لخيوط القطن والصوف القريبة. بالإضافة إلى ملاحظة العالم الإنجليزي ويليام جيلبرت عن وجود مواد أخرى لها نفس قوة الجذب، فقد أطلق عليها اسم قوة الجذب بالإلكترون. وفي عام 1733 اكتشف العالم الفرنسي شارل وجود نوعين من القوى الكهربائية: قوة الجذب على بعض الأجسام عند خدشها، وقوة التنافر على أجسام أخرى.

يعتبر اكتشاف الكهرباء الساكنة من أعظم الاكتشافات العلمية في تاريخ البشرية. وتسمى بالكهرباء الساكنة لأنها لا تتدفق بشكل مستمر مثل أنواع الكهرباء الأخرى. ومن الجدير بالذكر أن الحساسية للكهرباء الساكنة تختلف من شخص لآخر، وذلك حسب حجم الجسم والقدمين، وسمك نعل الحذاء ونوعه. ولكن لحسن الحظ لا توجد مخاطر مرتبطة بالتصريفات الساكنة. وللكهرباء الساكنة أيضًا العديد من الاستخدامات والفوائد، والتي سنناقشها معكم في ..، مع ذكر الطرق الرئيسية المستخدمة في توليدها أيضًا.

عناصر المقالة

تعريف الكهرباء الساكنة

الكهرباء الساكنة هي نوع من الكهرباء لأنها تتشكل نتيجة تراكم الشحنات الكهربائية الناتجة عن احتكاك مادتين على سطح مادة ما. مما يؤدي إلى خلل في ذرات هاتين المادتين. وهي تحتوي على العدد نفسه من الإلكترونات السالبة والبروتونات الموجبة، وينتج عن احتكاكها انتقال الإلكترونات من مادة واحدة (تصبح شحنتها موجبة)، وتنجذب إلى مادة أخرى لتعطيها شحنة سالبة.

تطبيقات عملية على الكهرباء الساكنة

يعد شحن بالون مطاطي عن طريق فركه بقطعة من الصوف أحد أشهر استخدامات الكهرباء الساكنة. فرك قطعة من الصوف بالبالون يؤدي إلى انتقال الإلكترونات من الصوف إلى البالون بسبب اختلاف جاذبية المادتين للإلكترونات. يصبح البالون مشحونًا بشحنة سالبة لأنه يكتسب عددًا إضافيًا من الإلكترونات. يمكن بعد ذلك ربط هذا البالون بالجدار بسبب انجذابه للجزيئات الموجبة الموجودة في الجدار. ومن أشهر التطبيقات العملية للكهرباء الساكنة ما يلي:

  • ماكينات النسخ والطباعة بالليزر: ويتم ذلك عن طريق الشحنات الكهربائية التي تسحب الحبر إلى الورقة عن طريق شحن موزع الحبر في الطابعة بشحنة موجبة، في حين يسلط ضوء الليزر على مناطق محددة بحيث تلتصق جزيئات الحبر المشحونة بعد ذلك بالمناطق غير الموجودة. تم تعريضها للضوء. لأنها مشحونة سلبا.
  • رش المحاصيل الزراعية بالمبيدات: تتسبب الكهرباء الساكنة في التصاق أوراق النبات بقطرات المبيدات الحشرية وتوزيعها بالتساوي.
  • المكثفات كهربائيا: يقوم بتخزين الشحنات الكهربائية الساكنة عندما تتعرض الأقطاب الكهربائية لجهد كهربائي معين. ثم تكرس نفسك للدائرة.
  • طلاء السيارة: تسمح الكهرباء الساكنة للطلاء بالوصول إلى الجسم المعدني للسيارة دون رشه على الأسطح الأخرى.
  • تنقية الهواء: تساعد الكهرباء الساكنة على التقاط الملوثات الصادرة عن دخان المصانع.

كيفية توليد الكهرباء الساكنة

يتم توليد الكهرباء الساكنة بعدة طرق، من أبرزها:

  • احتكاك: تتولد الكهرباء الساكنة عن طريق انتقال الإلكترونات بين جسمين يحتكان ببعضهما البعض، مثل احتكاك المطاط بفراء الحيوانات، حيث تقوم ذرات المطاط بسحب الإلكترونات من ذرات الفراء بسبب قوة جذب المطاط للإلكترونات.
  • توصيل: ويتم ذلك عن طريق ملامسة جسم مشحون بجسم متعادل، مثل ملامسة لوح ألومنيوم موجب الشحنة مع كرة معدنية متعادلة. لذلك، سيتم شحن الكرة المعدنية المحايدة بسبب ملامستها للوحة الألومنيوم المشحونة.
  • تعريفي: في هذه الطريقة يتم توليد الكهرباء الساكنة عن طريق الحث دون احتكاك الجسم المراد شحنه بجسم مشحون آخر، على سبيل المثال عن طريق تقريب جسم سالب الشحنة من كرتين معدنيتين، تقف كل كرة على عمود عازل، حيث تتشكل الشحنات الموجبة الكرة تقترب. الأقرب إلى الجسم والشحنات السالبة عند أبعد الكرة، وعندما نفترق. وعندما يتم فصل الكرتين سنلاحظ احتفاظهما بالشحنات السالبة أو الموجبة المكتسبة بالتحريض.

مخاطر الكهرباء الساكنة

يمكن أن تتسبب الكهرباء الساكنة في وقوع حوادث وأضرار، مثل:

  • يمكن أن يحدث انفجار أو حريق إذا نشأت شرارة كهربائية بسيطة عن طريق الكهرباء الساكنة في مكان يحتوي على مواد قابلة للاشتعال.
  • التعرض لصدمة كهربائية كبيرة إذا لمس الإنسان جسماً يحتوي على شحنات كبيرة من الكهرباء الساكنة، مما يسبب أضراراً جسيمة قد تؤدي إلى الوفاة نتيجة انطلاق هذه الشحنات الكبيرة إلى جسمه.
  • يمكن أن تتسبب الكهرباء الساكنة في اشتعال الوقود في الطائرات إذا تشكلت شحنة كهربائية كبيرة في وقود الطائرات. يحدث هذا بسبب مرور الوقود والاتصال بخرطوم الوقود لمسافات طويلة، لذلك يوصى بتأريض خراطيم الوقود في الطائرات.
  • كما يمكن أن يسبب ضررًا لبعض الأجهزة الإلكترونية الحساسة عند لمسها، إذا كان الجسم يحمل شحنة من الكهرباء الساكنة.

نقل الكهرباء

وهو النوع الثاني من الكهرباء المستخدم في حياتنا اليومية وتتدفق الشحنة الكهربائية في اتجاه واحد إما كتيار متردد (AC) أو كتيار مباشر (DC)، ويستخدم في معظم المجالات (الهندسة، الرعاية الصحية، الاتصالات، المنزل، السفر إلى الفضاء) وغيرها).

مع العلم أن نقل الكهرباء يتم توليده بعدة طرق، من أبرزها:

  • مولد كهرباء.
  • توليد الكهرباء الضوئية.
  • التوليد الكيميائي للكهرباء.

الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية

تنشأ العديد من الظواهر الطبيعية في حياتنا نتيجة الكهرباء الساكنة، مثل:

  • بعد المشي على سجادة من الصوف، قد تتعرض لصدمة كهربائية خفيفة إذا لمست مقبض الباب، على سبيل المثال.
  • في الشتاء، قد تتعرض لصدمة كهربائية إذا أغلقت باب السيارة بعد الخروج.
  • يصبح فراء القطط منتصبًا عند لعقه عدة مرات.
  • الكهرباء الساكنة هي المسؤولة عن حدوث البرق أثناء العواصف الرعدية، وذلك من خلال إعطاء الجزيئات التوازن المثالي من خلال قوى التنافر والجذب الناتجة.

ومن الجدير بالذكر أن الكهرباء الساكنة تساهم بشكل مباشر في الحد من التلوث البيئي، وذلك من خلال التخلص من غازات المصانع باستخدام مرشحات خاصة، بالإضافة إلى دورها البارز في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم، ولكن يجب الحذر من مخاطر الكهرباء الساكنة التي ذكرناها سابقاً .