كل ما يجب معرفته عن الكهرباء الساكنة

الكهرباء الساكنة هي عملية تفريغ كهربائي بين جسمين، وتم اكتشاف الكهرباء الساكنة في عصور ما قبل الميلاد وتم وضع أُسُسها العلمية في القرون الوسطى، وهناك العديد من طرق توليد الكهرباء الساكنة والتي تم تطويرها ليتم استخدام الكهرباء الساكنة في العديد من الصناعات المُعقدة.

يتحدث هذا المقال عن الكهرباء الساكنة ويشمل:

• تعريف الكهرباء الساكنة ومتى تم اكتشافها ومن هو مكتشفها.
• أهم الطرق الممكن استخدامها لتوليد الكهرباء الساكنة.
• كيف يمكن التخلص من الكهرباء الساكنة في الجسم والملابس؟
• ما هي فوائد الكهرباء الساكنة وما هي مخاطرها على صحة الإنسان؟

حركة الكهرباء الساكنة

حركة الكهرباء الساكنة أو كما تُعرف باسم عملية التفريغ الكهربائي هي عبارة عن عملية انتقال مفاجئة وغير مرغوب فيها للتيار الكهربائي بين جسمين في أحد الأجهزة الكهربائية بصورة قد يترتب عليها تعرض الجهاز للتلف، وتحدث حركة الكهرباء الساكنة نتيجة حدوث احتكاك بين جسمين بصورة يترتب عليها اكتساب الجسم الأول لعدد من الإلكترونات بصورة تجعله سالب الشحنة، بينما يفقد الجسم الآخر عدد من الإلكترونات مما يترتب عليه تحوله لموجب الشحنة، وبالتالي لتعادل الجسمين مرة أخرى يحدث تحرك للشحنة الكهربائية من الجسم الأول للجسم الثاني.

مكتشف الكهرباء الساكنة

رغم أنّ الكهرباء الساكنة تم اكتشافها لأول مرة في القرن السادس قبل الميلاد، أي منذ ما يزيد عن 2500 عام على يد العالم اليوناني تاليس ميليتوس، إلا أنّ الذي قام بكشف الكثير عن الكهرباء الساكنة كان العالم الإنجليزي ويليام جيلبرت في القرن السادس عشر الميلادي، حيث قام بدراسة قوة الكهرباء الساكنة باستخدام الكهرمان، كما قام أيضاً باختراع جهاز الكاشف الكهربائي الذي يعتبر بمثابة أول جهاز قياس للجهد الكهربائي.

الفرق بين الكهرباء الساكنة والمتحركة

• من حيث الجهد الكهربائي: تتميز الكهرباء الساكنة بكونها ذات جهد كهربائي مرتفع نتيجة تحرك الإلكترونات مرة واحدة بكثافة عالية، بينما تتميز الكهرباء المتحركة بجهدها المنخفض وذلك لأنها عبارة عن تيار مستمر من الإلكترونات.
• من حيث التوليد: تتولد الكهرباء الساكنة نتيجة انتقال الإلكترونات من جسم لآخر عند التلامس مثل شعور الفرد بشحنة كهربائية عند ملامسة مقبض الباب، أما الكهرباء المتحركة فتحتاج لجسم موصل للكهرباء لتنتقل من جسم لآخر.
• من حيث المدة الزمنية: تتدفق الكهرباء الساكنة لفترة قصيرة لا تزيد عن لحظات معدودة بينما يتصف تدفق الكهرباء المتحركة بكونه مستمراً.

طرق توليد الكهرباء الساكنة

طريقة الاحتكاك

يمكن تلخيص هذه الطريقة بأنها عملية انتقال الشحنات الكهربائية عن طريق الاحتكاك بين جسمين بصورة يترتب عليها توليد شحنات كهربائية على سطح كلا الجسمين، ومن أمثلة توليد الكهرباء الساكنة بطريقة الاحتكاك فرك بالون بقطعة من الصوف لإكساب البالون بعض الإلكترونات التي تساعد على التصاقه بالحائط لبعض الوقت.

طريقة التوصيل

يتم توليد الكهرباء الساكنة بطريقة التوصيل عن طريق تلامس جسمين موصلين للتيار الكهربائي بصورة يترتب عليها تدفق الكهرباء بينهما، ومن أمثلة تلك الطريقة تلامس قطعة من الألومنيوم المحملة بشحنات الكهرباء مع قطع مع الحديد.

طريقة التأثير

تحدث طريقة الحث أو التأثير نتيجة اقتراب جسمين موصلين أحدهما مشحون بالكهرباء من بعضهما البعض دون حدوث تلامس بصورة يترتب عليها تحرك الإلكترونات الموجبة من الجسم الآخر بينما تتحرك الشحنات السالبة في الاتجاه المعاكس.

أمثلة على الكهرباء الساكنة

• عند القيام بفرك الحذاء الجلدي بالسجاد، فإن هذا الأمر يترتب عليه انتقال بعض الإلكترونات السالبة من السجاد إلى الحذاء.
• عند فرك البالون بقطعة من الصوف، فإن هذا الأمر يُكسب البالون بعض الإلكترونات التي تساعد على التصاقه بالحائط أو بقطع الأثاث.
• عند فرك قطعة من الحرير بقطعة من الزجاج، فإن قطعة الحرير تكتسب بعض الإلكترونات التي تساعدها على جذب بعض الأشياء الصغيرة والخفيفة.
• عند القيام بارتداء القبعة الصوفية، فإنها تحتك بالشعر بصورة تكسبه بعض الإلكترونات الموجبة، وهو الأمر الذي يترتب عليه تباعد الشعر عن بعضه البعض.
• عند المشي على السجاد، فإن جسمك يتكسب بعض الإلكترونات السالبة، وبالتالي من الطبيعي عند ملامستك لأي جسم موصل للكهرباء مثل مقبض الباب المعدني أن تشعر بصعقة بسيطة.

تطبيقات الكهرباء الساكنة

المكثف الكهربائي

هو أحد الأجزاء الموجودة الدوائر الكهربائية والذي يقوم بتخزين شحنات الكهرباء الساكنة عند تعرضه للجهد الكهربائي ليتم استخدامها فيما بعد.

الراديو

يترتب على الموجات الصوتية الصادرة من الراديو اهتزاز الهواء الذي يقوم بنقل هذه الموجات لمجسات كهروضغطية تساعد على تحويل الصوت لشحنات الكهرباء الساكنة.

طابعة الليزر

يعتمد عمل طابعات الليزر على شحن موزع الحبر بشحنة موجبة، وعند القيام بعملية الطبع يقوم ضوء الليزر بإزالة الإلكترونات السالبة من على بعض الأجزاء من الورقة، وعدم إزالتها من الأجزاء التي سيتم الطباعة عليها ليلتصق الحبر بالورقة.

جهاز الدهان الإلكتروستاتيكي

تساعد الكهرباء الساكنة الموجودة في جهاز الدهان الإلكتروستاتيكي على تقليل نسبة الدهان المفقودة في الهواء.

تجارب الكهرباء الساكنة

هناك العديد من التجارب التي تؤكد على إمكانية توليد الكهرباء الساكنة باستخدام أدوات بسيطة كما يلي:

تشغيل المصباح باستخدام المشط

لا تحتاج هذه التجربة أكثر من مشط بلاستيكي ومصباح من نوع فلورسنت، وللقيام بهذه التجربة يتوجب عليك القيام بتمشيط شعرك أولاً بالمشط البلاستيكي لإكساب المشط بعض الشحنات الكهربائية، بعد ذلك قم بملامسة المصباح بالمشط وسوف تلاحظ قيام المصباح بالإضاءة.

تحريك عود الكبريت

تحتاج هذه التجربة لعود كبريت وقطعتين من المعدن وكوب بلاستيكي وبالون، وللقيام بهذه التجربة يتوجب عليك وضع القطعتين المعدنيتين فوق بعضهما البعض في وضع عمودي ثم يتم وضع عود الكبريت فوقها، بعد ذلك يتم وضع الكوب البلاستيكي فوق عود الكبريت، وتتمثل الخطوة التالية في قيامك بتدليك البالون بقطعة من الصوف ثم تقريبه من عود الكبريت لنلاحظ انجذاب عود الكبريت للبالون وتحركه في اتجاهه.

فوائد الكهرباء الساكنة للإنسان

• يمكن استخدام الكهرباء الساكنة في الحفاظ على البيئة، حيث يتم استخدامها في مداخن محطات توليد الطاقة بالفحم للقيام بتجميع الجزيئات الضارة الناجمة عن عملية الحرق والتخلص منها في صورة نفايات بدلاً من طردها في الهواء.
• يتم استخدام الكهرباء الساكنة في المكثفات الكهربائية وذلك لتخزين الطاقة واستخدامها عند الحاجة.
• يمكن استخدام الكهرباء الساكنة في عملية طلاء السيارات، حيث يتم شحن جزئيات الطلاء بشحنة كهربائية، وعند رشها على جسم السيارة تنجذب هذه الجزيئات لجسم السيارة نظراً لشحنها بشحنة معاكسة.

مخاطر الكهرباء الساكنة

• في حالة سريان الكهرباء الساكنة في جسم الإنسان، فإن هذا الأمر قد يترتب عليه التعرض للعديد من المشاكل مثل توقف القلب أو التعرض للحروق.
• قد تتسبب في حدوث حرائق أو انفجارات في حالة سريانها في أحد المواد القابلة للاشتعال.
• قد تتسبب في تلف الأجهزة الكهربائية.

التخلص من الكهرباء الساكنة

التخلص من الكهرباء الساكنة في جسم الانسان

• قم بملامسة قطعة خشبية من آن لآخر أو الجلوس على مقعد خشبي وذلك لأن الخشب موصل غير جيد للتيار الكهربائي وبالتالي يقلل من الشعور بالكهرباء.
• يُفضل أن تقوم بالسير بدون حذاء في المنزل وذلك لتفريغ شحنات الكهرباء الساكنة من جسمك للأرض.
• يمكنك ارتداء سوار من النحاس والذي يساعد على سحب الشحنات الكهربائية من الجسم.
• حاول ارتداء الملابس القطنية وتجنب تلك المصنوعة من الألياف الصناعية، كما يتوجب عليك أيضاً تجنب ارتداء الملابس الصوفية.
• يساعد الجو الجاف على سريان الكهرباء الساكنة بصورة أفضل، وبالتالي للتغلب على هذا الأمر قم برش بعض من معطر الجو من آن لآخر.
• حاول ارتداء الأحذية ذات النعال الجلدية والتي تقلل من سريان الكهرباء الساكنة.

الكهرباء الساكنة في الملابس

• يمكنك القيام بتعليق الملابس التي تُصدر شحنات كهرباء ساكنة على شماعة معدنية وذلك لتقوم بامتصاص هذه الشحنات.
• يمكنك القيام بوضع دبوس صغير من المعدن في أحد أجزاء هذه الملابس وذلك ليقوم بامتصاص الشحنات الزائدة.
• يمكنك القيام برش سبراي الشعر على الملابس قبل استخدامها.
• يمكنك القيام بوضع كريم مرطب على مناطق جسمك التي تلامسها هذه الملابس وذلك لتشكيل طبقة عازلة.
• يمكنك استخدام بيكربونات الصوديوم أو الخل الأبيض أثناء القيام بغسل الملابس.

الكهرباء الساكنة في الجسم

حل مشكلة الكهرباء الساكنة في الجسم

لحل مشكلة الكهرباء الساكنة في الجسم حاول التقليل من استخدام الهاتف الذكي قدر الإمكان، وتجنب التواجد بالقرب من محطات تقوية إرسال الهاتف المحمول، كما يتوجب عليك أيضاً التقليل من ارتداء الملابس التي تحتوي على ألياف صناعية أو صوفية.

أسئلة متداولة

فيديو عن الكهرباء الساكنة