بحث عن تعريف الكهرباء الساكنة واستخداماتها في حياتنا اليومية

تتعدد استخدامات الكهرباء في مجالات مختلفة ومتعددة حيث أن الحياة اليومية تتوقف بدرجة كبيرة علي الكهرباء، واكتشف الإنسان الكهرباء وتعرف على تعريف الكهرباء الساكنة منذ القدم. حيث يعود اكتشاف الكهرباء إلي القرن السادس قبل الميلاد، وحاليا يتوفر العديد من أنواع الكهرباء منها الكهرباء الساكنة، ولقد تم وضع تعريف الكهرباء الساكنة من قبل العلماء، وهذا ما نتعرف عليه في موقعكم مفاهيم، تابعونا.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• تعريف الكهرباء الساكنة
• لماذا سميت الكهرباء الساكنة بهذا الاسم؟
• أنواع الكهرباء الساكنة
• طرق توليد الكهرباء الساكنة
• تاريخ اكتشاف الكهرباء الساكنة
• استخدامات الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية
  • 1. شحن البالون المطاطي
  • 2. ماكينات التصوير والطباعة
  • 3. إبادة الحشرات
  • 4. طلاء السيارات
  • 5. تنقية الهواء الجوي
  • 6. عمل المكثف
  • 7. مجال الضغط الميكانيكي
  • 8. ميكروفونات الكريستال
  • 9. محولات توليد الطاقة

تعريف الكهرباء الساكنة

• يشير مفهوم الكهرباء الساكنة بالإنجليزية:static electricity هي فرع من فروع العلم الذي يهتم بدراسة ظاهرة الانجذاب الكهربائي وكيفية التعامل معها, وهي ذلك النوع من الكهرباء الذي ينشأ كنتيجة لتوفر الشحنات الكهربائية وتراكمها علي سطح مادة معينة الأمر الذي يؤدي إلى اختلال التعادل الخاص بالذرات المتواجدة في المادتين بسبب عملية الاحتكاك التي تحدث بينهما.
• إن عدد الإلكترونات الموجبة والبروتونات السالبة الموجودة في كل مادة من المواد الداخلة في عملية الاحتكاك متساوية الأمر الذي يؤدي إلى تغير شحنة إحدى المادتين نتيجة لانتقال الإلكترونات الموجبة من مادة إلي الأخرى الأمر الذي يؤدي إلى تغيير شحنة المادة بحيث تصبح شحنة موجبة.

لماذا سميت الكهرباء الساكنة بهذا الاسم؟

أنواع الكهرباء الساكنة

يتوقف نوع الكهرباء الساكنة على عاملين مهمين وهما الشحنة ونوع مولد الطاقة الكهربائية نفسها، ومن أهم أنواعها:

• الكهرباء الساكنة السالبة (نتيجة لتعادل الإلكترونات نتيجة الاحتكاك مما ينتج عنه شحنة موجبة)
• الكهرباء الساكنة الموجبة (فقدت إلكتروناتها وعند الاحتكاك أو الالتماس أو الحث تخلصت من الشحنة السالبة وبقت الموجبة).
• الكهرباء الساكنة على النواقل (التي تنتج نتيجة ربط الكهرباء بناقل أرضي مما يؤدي إلى تحول الكهرباء الساكنة لمتحركة ونشطة).
• الكهرباء الساكنة على العوازل (يتم إنتاجها عن طريق تأيين نشط باستعمال جهاز تأيين يقوم بإنتاج شحنات موجبة وسالبة وإعادتها لحالاتها الطبيعية.

طرق توليد الكهرباء الساكنة

بعد إن تعرفنا على تعريف الكهرباء الساكنة يمكننا توضيح كيفية توليدها من خلا الآتي:

طريقة الدلك

• مثل دلك ساق الأبونيت بالفرو الأمر الذي يؤدي إلى انتقال الإلكترونات إلي ساق الأبونيت من الفرو الأمر الذي يؤدي إلى تغيير شحنة ساق الأبونيت إلي النوع السالب من الشحنات أو دلك ساق الزجاج بالحرير الأمر الذي يؤدي إلى انتقال الإلكترونات إلي الحرير بعد انفصالها عن ساق الزجاج مما يجعل الزجاج ذو شحنة موجبة.

طريقة التماس

• وتعتمد هذه الطريقة علي التماس والتلامس من خلال ملامسة الجسم المشحون لجسم آخر غير مشحون مما يعمل على انتقال الشحنات الكهربائية من الجسم المشحون إلي الجسم الغير مشحون وترتبط الشحنة التي تم شحنها أخيرا مع الشحنة التي تمت عملية التلامس بينهم في نوع الشحنة.

طريقة الحث

وسوف يتم توضيح كيفية توليد الكهرباء عبر هذه الطريقة من خلال المثال الآتي:

• يتطلب هذا المثال استخدام جسم مشحون بشكل مسبق ،كرة موصلة وتكون معزولة، سلك.
• نقوم بتقريب الشحنات السالبة للكرة من الجسم المشحون عن طريق عملية التجاذب التي تتم من خلال تقريب الكرة والجسم المشحون من بعضهم.
• بحيث لا يكون هناك تلامس بينهم ثم نقوم بإبعاد الشحنات الموجبة للكرة عن الجسم المشحون.
• وبعد ذلك نقوم برفع السلك عن الكرة ثم نحاول إبعاد الكرة عن الجسم المشحون ،نلاحظ أن الكرة أصبحت مشحونة بشحنة سالبة.

تاريخ اكتشاف الكهرباء الساكنة

• إن اكتشاف الكهرباء بصفة عامة تم في القرن السادس ق.م وهذا ما قد أشارت إليه الكتب القديمة, في عام 1660م قام العالم أوتوفون بصناعة أداة لإنتاج الكهرباء وتميزت هذه الأداة ببدائيتها من خلال استخدام الكرة الكبريتية في إنتاج هذه الأداة ،وبعد ذلك قام العالم فرانسيس هاكسبي بتطوير هذه الأداة.
• تم إجراء تجربتان لتخزين الكهرباء الساكنة في القرن الثامن عشر أحدهما تم إجراؤها عن طريق العالم بيتر فان موشنبروك وهو عالم هولندي في إحدى الجامعات الهولندية وهي بالتحديد جامعة لايدن.
• أما التجربة الثانية فتم إجراؤها عن طريق جورج فون كلاسيك وهو مخترع ألماني وتم تنفيذ هذه التجربة في جامعة لايدن لذلك أطلق عليها زجاجة لايدن.
• أما عن تكوين تجربة زجاجة لايدن فهي تتكون من جرة مملؤة بالماء وتكون مصنوعة من الزجاج وذلك لكي يتم التمكن من إغلاق هذه الشجرة باستخدام قطعة من الفليين
• ثم يتم حرق هذا الفلين باستخدام مسمار يستطيع أن يصل إلى داخل الماء الموجود في الجرة علي أن يكون الطرف الآخر من المسمار موجود في خارج الجرة وبعد ذلك نقوم بشحن هذه الجرة من خلال عملية احتكاك للجزء الخارجي من المسمار لشحن كهربائي.
• ثم نقوم بفصل الجزء الخارجي من المسمار عن الجسم الذي يؤدي إلى عملية الشحن الكهربائي, نلاحظ تلقي الجسم صدمة كهربائية ناتجة عن الكهرباء التي تم تخزينها في الماء.

استخدامات الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية

تتعدد استخدامات الكهرباء الساكنة وتدخل في صناعات عديدة تساعد الإنسان في حياته اليومية وتتمثل في:

1. شحن البالون المطاطي

• من أشهر التطبيقات الخاصة بالكهرباء الساكنة هي تجربة شحن البالون المطاطي والتي تتم من خلال فرك هذا البالون بقطعة من الصوف الأمر الذي يؤدي إلى نقل الإلكترونات إلي البالون عن طريق الصوف الأمر الذي يؤدي إلى شحن البالون بشحنة سالبة.
• وذلك بسبب الاختلاف في جاذبية المادتين للإلكترونات كما أن القطعة الصوفية ستصبح ذات شحنة موجبة وذلك بسبب فقدها عدد ليس بالقليل من الإلكترونات ثم نلاحظ انجذاب البالون للجسيمات الموجبة المتواجدة علي الحائط وذلك بعد تثبيت هذا البالون علي الحائط .

2. ماكينات التصوير والطباعة

• تدخل الكهرباء الساكنة في عمل ماكينات التصوير والطباعة وألات النسخ حيث أنها تعمل على جذب الحبر الذي يتم استخدامه في الكتابة على الأوراق المطبوعة والمنسوخة، وتعتبر عملية النسخ والطباعة من العمليات المطلوبة بشدة في عصرنا الحالي.

3. إبادة الحشرات

• كما يمكن استخدام الكهرباء الساكنة في إبادة الحشرات الموجودة في المزروعات المختلفة حيث يتم استخدامها في عمليات رش المبيدات الحشرية وذلك من خلال دورها المحوري التي تؤديه والمتمثل في احتفاظ أوراق النباتات بالمبيدات الحشرية كما إنها تعمل على توزيع المبيد الحشري بالتساوي على أوراق النبات.

4. طلاء السيارات

• وللكهرباء الساكنة أيضاً دور محوري في عملية طلاء السيارات حيث يتمثل هذا الدور في العمل علي توصيل الطلاء للهيكل المعدني الخاص بالسيارة والعمل على ضبطه علي هيكل السيارة من خلال الاحتفاظ به عن طريق عدم إهداره على الأسطح المجاورة.

5. تنقية الهواء الجوي

• ويمكن الاستفادة من الكهرباء الساكنة في مجال تنقية الهواء الجوي عن طريق استخدام الكهرباء الساكنة في عمليات التقاط الغبار والأتربة الموجودة في الهواء مما يعمل على تنقية الهواء الجوي وجعله أكثر نقاء كما أن الكهرباء الساكنة تعمل على تقليل العوادم الخاصة بالسيارات والأدخنة التي تنتج عن المصانع مما يعمل على الحفاظ على البيئة.

6. عمل المكثف

• وتدخل أيضاً الكهرباء الساكنة في عمل المكثف وذلك بسبب احتواء المكثف علي نوع من البطاريات التي تجعله مميز في مجال تخزين الشحنة الكهربائية وبالتالي فإنه يمكننا أن نستخدم المكثف كبطارية يكون لديها القدرة على إعادة الشحن في بعض التطبيقات.

7. مجال الضغط الميكانيكي

• كما تدخل الكهرباء الساكنة في مجال الضغط الميكانيكي حيث أن الكهرباء الساكنة لها دور محوري في عمل المواد الكهروضغطية ويتمثل هذا الدور في نقل الإلكترونات وإبعادها عن مكانها بحيث تنتقل هذه الإلكترونات إلي المناطق التي يلاحظ وجود ضغط شديد فيها وهذا الأمر يؤدي بالضرورة إلي المحافظة على الجهد.

8. ميكروفونات الكريستال

• ونلاحظ أيضاً دخول الكهرباء الساكنة في عمل ميكروفونات الكريستال وذلك من خلال استخدام الإشارات الكهربائية وتعمل هذه الإشارات علي تحريك المحولات الكهروضغطية المتواجدة داخل الميكروفونات مما يساعد على إنتاج وإظهار الصوت.

9. محولات توليد الطاقة

• وتستخدم محولات توليد الطاقة الكهرباء الساكنة وخصوصاً محولات توليد الطاقة التي تعمل عن طريق الفحم ويبرز دور الكهرباء الساكنة في هذا المجال من خلال استخدام الكهرباء الساكنة في عملية جمع الجسيمات التي تدخل في مداخن المصانع كالنفايات والتي تكون في طريقها للتصريف في الهواء.
• والكهرباء الساكنة نلاحظ وجودها في حياتنا اليومية عند القيام بأي أعمال فتتم ملاحظة الصدمات الكهربائية مثلاً عند لمس مقبض الباب أو السير على سجادة.