بحث عن الكهرباء الساكنة

تتعلق الكهرباء الساكنة بتفسير الكثير من الظواهر من حولنا؛ فمثلاً قد يؤدي خلع القبعة في يوم جاف من أيام الشتاء إلى ارتفاع الشعر للأعلى أسفل منها بسبب الكهرباء الساكنة، كما أن ذلك البالون بالملابس يؤدي إلى التصاقه بالحائط أيضاً بسببها، ومن الظواهر المتعلقة بها أيضاً هي التصاق قطع الورق الصغير بالمشط بعد فركه بالشعر،^[١][٢] ومن الأمثلة المهمة عليها أيضاً هي ظاهرة البرق؛ إذ يمكن لدرجة حرارة الصاعقة الكهربائية أن تصل إلى 50,000 درجة فهرنهايت.^[٣]

تعريف الكهرباء الساكنة

بشكل عام يمكن تعريف الكهرباء الساكنة (بالإنجليزية: Static Electricity) بأنها ظاهرة كهربائية معروفة تنتقل فيها الجسيمات المشحونة من جسم إلى آخر؛ فمثلاً عند فرك جسمين عازلين معاً، وكان الهواء المحيط بهما جافاً، فإنهما سيكتسبان شحنة متساوية ومتعاكسة؛ إذ يصبح الجسم الذي فقد الإلكترونات موجباً، أما الجسم الآخر فسيصبح سالباً،^[٤] وهي تُعرف بأنها ساكنة؛ لأن الشحنات الكهربائية تبقى عادة متراكمة في نفس المنطقة، ولا تنتقل كالتيار الكهربائي من منطقة إلى أخرى، وهي تتراكم بشكل أسرع في الأيام الجافة غير الرطبة.^[٣]

آلية عمل الكهرباء الساكنة

تتكون جميع الأشياء المادية من حولنا من ذرات، تضم في داخلها البروتونات موجبة الشحنة، والإلكترونات سالبة الشحنة، والنيوترونات المتعادلة، وكما هو معروف، فإن الشحنات المختلفة عن بعضها البعض تتنافر (الشحنات السالبة، والشحنات الموجبة)، ولكن وفي معظم الأوقات تكون الشحنات الموجبة والسالبة متوازنة في الجسم مما يجعله محايداً.^[٢]

بشكل عام يمكن تفسير حدوث ظاهرة الكهرباء السكونية بأنّ فرك مادتين مختلفتين معًا بقوّة يؤدي إلى جذب المادة التي تمتلك ذراتها قوة سحب أكبر للإلكترونات لإلكترونات المادة الأخرى، مما يؤدي إلى اكتساب المادة الأولى لشحنة سالبة نتيجة الإلكترونات الإضافية، وفقد المادة الأخرى لبعض الإلكترونات واكتسابها لشحنة موجبة، وتختلف المواد في قابليتها لاكتساب الإلكترونات، وفي فقدها لها، لذلك توفر بعض الكتب جداول توضح ترتيب المواد وفقًا للشحنة التي تكتسبها، فمثلاً يميل الزجاج، والصوف، والجلد إلى اكتساب شحنة موجبة، بينما يميل كل من النحاس، والذهب والبوليستر مثلاً إلى اكتساب شحنة سالبة أي اكتساب الإلكترونات عند فركها بغيرها من المواد.^[٥]

تنتج الكهرباء الساكنة ببساطة بسبب عدم التوازن بين الشحنات السالبة والموجبة في الجسم بعد احتكاك بعض المواد ببعضها البعض؛ إذ يمكن للشحنات أن تتراكم على سطح جسم ما، حتى تجد طريقة لتفريغها؛ مما يؤدي إلى انتقال الشحنات السالبة أو الإلكترونات بينها؛ كالحذاء الذي يؤدي فركه على السجادة إلى جمع إلكترونات إضافية على جسم من يرتديه، يتم تفريغها فور لمس جسم آخر على شكل شرارة أو صعقة بسيطة، نتيجة تفريغ الإلكترونات الزائدة فيه.^[٢]

أما مثلاً عن ارتفاع الشعر للأعلى بعد خلع القبعة فهو بسبب انتقال الإلكترونات بين شعرك والقبعة بعد خلها واحتكاكه فيها، مما يؤدي إلى وجود نفس الشحنة على كل شعرة من شعر رأسك، وبالتالي تنافرها وارتفاعها للأعلى في محاولة منها للابتعاد عن بعضها.^[٢]

استخدامات الكهرباء الساكنة

من الاستخدامات الرئيسية للكهرباء الساكنة هي الطابعات وآلات التصوير حيث تجذب الشحنات الكهربائية الساكنة الحبر إلى الورق، ومن الاستخدامات الأخرى لها رشاشات الطلاء، وفلاتر الهواء، وأجهزة إزالة الغبار، وفي المقابل يمكن للكهرباء الساكنة أن تسبب التلف للأجهزة الإلكترونية؛ فبعض الرقائق الإلكترونية مثل تلك الموجودة في أجهزة الكمبيوتر حسّاسة جدًا للكهرباء الساكنة.^[٣]