الكهرباء الساكنة: مفهومها، تاريخها، تطبيقاتها، ومخاطرها

جدول المحتويات

فهم الكهرباء الساكنة

تُعرّف الكهرباء الساكنة بأنها تراكم الشحنات الكهربائية على سطح جسم ما. ينشأ هذا التراكم نتيجة احتكاك مادتين، مما يُؤدي إلى انتقال الإلكترونات من مادة لأخرى. تُصبح المادة التي تفقد الإلكترونات مشحونة بشحنة موجبة، بينما تلك التي تكتسب إلكترونات تُصبح مشحونة بشحنة سالبة. [١]

رحلة اكتشاف الكهرباء الساكنة عبر الزمن

تدل بعض المراجع القديمة على ملاحظة ظاهرة كهربة العنبر بالدلك منذ القرن السادس قبل الميلاد. وفي عام ١٦٦٠م، ابتكر أوتو فون غيريكه جهازًا بدائيًا لتوليد الكهرباء الساكنة من كرة كبريتية، طوره لاحقًا فرانسيس هاكسبي. [٢] شهد القرن الثامن عشر تجربتين بارزتين لتخزين الكهرباء الساكنة، إحداهما في هولندا (زجاجة لايدن) والأخرى في ألمانيا. [٣][٤] تعتمد تجربة زجاجة لايدن على جرة زجاجية جزئيًا مملوءة بالماء، حيث يُوصل سلك عبر فلينة إلى الماء، ويُشحن السلك بالاحتكاك، مخزنًا الشحنة في الماء. عند لمس السلك، يُشعر الشخص بصدمة كهربائية. [٣]

استخدامات الكهرباء الساكنة في حياتنا اليومية

تُعد تجربة شحن بالون مطاطي بقطعة صوفية مثالًا شائعًا على الكهرباء الساكنة. ينتقل الإلكترونات من الصوف للبالون، مما يُكسبه شحنة سالبة ويُمكنه من الالتصاق بسطح موجب الشحنة مثل الجدار. [٥] لكن تطبيقات الكهرباء الساكنة تتجاوز هذه التجربة البسيطة، فهي تُستخدم في:

• آلات الطباعة الليزرية والنسخ: حيث تُستخدم الشحنات الكهربائية لجذب الحبر للورق.
• رشّ المبيدات الحشرية: تُساعد الكهرباء الساكنة على توزيع المبيدات بالتساوي على أوراق النباتات.
• طلاء السيارات: تُضمن وصول الطلاء للسطح المعدني بكفاءة.
• تنقية الهواء: تُساعد في التقاط الأتربة والملوثات.

كذلك، تُشكل الكهرباء الساكنة العديد من الظواهر الطبيعية، مثل الصدمة الكهربائية عند لمس مقبض الباب بعد المشي على سجادة، أو الصدمة عند لمس السيارة في الشتاء، أو انتصاب فرو القطة، وبالطبع ظاهرة البرق. حتى الاستجابات العصبية في الجسم ترتبط بالكهرباء الساكنة. [٨]

المخاطر المحتملة للكهرباء الساكنة

بالرغم من فوائدها، إلا أن الكهرباء الساكنة تحمل مخاطر محتملة، منها:

• اشتعال الحرائق أو الانفجارات في الأماكن التي تحتوي على مواد قابلة للاشتعال.
• الصدمات الكهربائية القوية التي قد تُسبب حروقًا أو مشاكل قلبية خطيرة.
• خطر اشتعال وقود الطائرات بسبب تراكم الشحنات الكهربائية في خراطيم الوقود.
• تلف الأجهزة الإلكترونية الحساسة.

أحدث الأبحاث والدراسات

اكتشف العلماء عام ٢٠١١ أن الكهرباء الساكنة ليست ظاهرة فيزيائية بحتة تعتمد فقط على انتقال الإلكترونات، بل قد تكون ظاهرة كيميائية أيضًا ناتجة عن حركة الأيونات خلال التفاعلات الكيميائية، أو حتى بين مواد ذات قطبية مختلفة. [٦] هذا الاكتشاف يُوسّع فهمنا للكهرباء الساكنة، مؤكدًا أن ما كُنّا نعرفه سابقًا كان فهمًا مبسطًا لهذه الظاهرة المعقدة. [٦] [١] [٢] [٣] [٤] [٥] [٦] [٧] [٨] [٩] [١٠] (أضف هنا المراجع المستخدمة)