يوجد نوعان أساسيان من الكهرباء هما الكهرباء الديناميكية والكهرباء الساكنة، وهناك اختلافات كثيرة في هذين النوعين من الكهرباء سنتحدث عنها في هذا المقال.
 |
| الفرق بين الكهرباء الساكنة والمتحركة |
الكهرباء الساكنة
ماهي الكهرباء الساكنة؟
هي كهرباء تنتج عن طريق احتكاك جسمين لهما شحنة مختلفة عن بعض أحدهما به شحنة من
البروتونات والأخر به شحنة من الالكترونات.
لأن الإلكترونات النازحة تميل إلى البقاء ثابتة بعد نقلها من مادة عازلة إلى أخرى، ونظرا لعدم وجود تدفق للإلكترونات يطلق عليه اسم الكهرباء الساكنة.
الكهرباء الساكنة هي ظاهرة العوازل فعند احتكاك مادتين عازلتين مثل بالون مطاطي وقطعة من البلاستيك معا تصبح كل منهما مشحونة كهربائيا يتم نقل الإلكترونات من واحد إلى الأخر، بينما يفقد أحدهم بعض الإلكترونات يكتسب الآخر بعض الإلكترونات لهذا السبب يمكن أن يلتصق البالون بالحائط بينما تكتسب القطعة البلاستيكية القدرة على جذب قطع صغيرة من الورق.
يصبح الجسم الذي يفقد الإلكترونات مشحون بشحنات موجبة، ويصبح العنصر الذي يكتسب إلكترونات مشحون بشحنات سالبة، هذه الشحنات ثابتة وتبقى على سطح المادة.
لماذا سميت الكهرباء الساكنة(الثابتة) بهذا الاسم؟
لأن الإلكترونات النازحة تميل إلى البقاء ثابتة بعد نقلها من مادة عازلة إلى أخرى، ونظرا لعدم وجود تدفق للإلكترونات يطلق عليه اسم الكهرباء الساكنة.
كيف تنتج (تتولد) الكهرباء الساكنة
الكهرباء الساكنة هي ظاهرة العوازل فعند احتكاك مادتين عازلتين مثل بالون مطاطي وقطعة من البلاستيك معا تصبح كل منهما مشحونة كهربائيا يتم نقل الإلكترونات من واحد إلى الأخر، بينما يفقد أحدهم بعض الإلكترونات يكتسب الآخر بعض الإلكترونات لهذا السبب يمكن أن يلتصق البالون بالحائط بينما تكتسب القطعة البلاستيكية القدرة على جذب قطع صغيرة من الورق.
يصبح الجسم الذي يفقد الإلكترونات مشحون بشحنات موجبة، ويصبح العنصر الذي يكتسب إلكترونات مشحون بشحنات سالبة، هذه الشحنات ثابتة وتبقى على سطح المادة.
أمثلة للكهرباء الساكنة
ظاهرة البرق
تحدث الطاقة الكهربائية التي ينتجها البرق نتيجة الحركة المستمرة للسحب التي تسبب الاحتكاك بين لوحين من السحب أو بين السحب والأرض ولكل منهما قيمة احتكاك مختلفة فناك غيوم لها شحنة موجبة وأخرى لها شحنة سالبة والأرض لها شحنة كامنة سالبة، عند الاحتكاك يحدث تفريغ كهروستاتيكي فيحدث البرق.
الملابس النايلون
عندما يتم حك الملابس المصنوعة من النايلون ببعض الأقمشة الأخرى أو على جلد مرتديها تتشكل الكهرباء الساكنة هذه القوة الكهروستاتيكية المتكونة بين الجلد وجزيئات الملابس مسؤولة عن صوت الثرثرة الذي يحدث أثناء خلع هذه الملابس.
فرك معدن بقطعة قماش
عندما يفرك معدن بقطعة قماش فإنه يكون شحنة على هذا المعدن تبعا لنوع المعدن.
شاشة التلفزيون
يتم استقطاب جزيئات الغبار التي تطفو بحرية في الهواء بواسطة شاشة التلفزيون نتيجة لذلك تلتصق جزيئات الغبار المشحونة بشاشة التلفزيون، هذا هو سبب ترسب طبقة من الغبار على الشاشة بعد دقائق من تنظيف الطبقة السابقة، يعرف هذا التفاعل بين جزيئات الغبار والشاشة بالتفاعل الكهروستاتيكي، إذا قام شخص ما بتحريك يده حتى بضعة سنتيمترات فوق الشاشة فيمكنه بسهولة الشعور بالقوة الكهروستاتيكية أثناء العمل.
ملابس الشتاء
فنجد صدور صوت طقطقة أثناء خلع الملابس الصوفية أو عند تحريك اليد فوق البطانية نجد ظهور شحنة كهربائية يمكننا رؤيتها.
الة التصوير
يتم وضع الورق الأصلي على شاشة زجاجية ويتم نقل صورة هذه الورقة الأصلية إلى أسطوانة مشحونة بشكل إيجابي عادة ما يتم شحن مسحوق الحبر أو مسحوق الحبر المستخدم بقطبية سالبة تتدحرج الأسطوانة على الورقة التي يجب إنشاء الانطباع عليها ويتم نقل الحبر بعد ذلك إلى الورق وبذلك يتم إنشاء صورة مصورة للمستند الأصلي بنجاح.
خدعة البالون
تتضمن خدعة حفلة البالون ترسيب الشحنات على السطح الخارجي للبالون عن طريق فركها على شعر الشخص، بعد الحصول قدر كبير من الشحن على سطحه يلتصق البالون بسهولة بأي سطح يحتوي على شحنة معاكسة أو بدون شحنة.
المشط المشحون
بعد أن ننتهي من تمشيط شعرنا نضع قدرا كبيرا من الشحنة عن غير قصد على أسنان المشط عندما يتعرض هذا المشط المشحون لبعض الجزيئات الأخف مثل قطع الورق فإنه يتسبب في انجذاب جزيئات الورق إلى المشط.
مقبض الباب
عندما يلمس شخص مقبض باب معدني بشكل عشوائي يكون عرضة للشعور بصدمة كهربائية قصيرة المدى، ويرجع ذلك إلى وجود قوة إلكتروستاتيكية بين مقبض الباب ويد الشخص نظرا لأن الباب مصنوع من المعدن فإنه قادر على نقل الإلكترونات إلى كل جسم يتلامس معه.
ما هي التطبيقات العملية للكهرباء الساكنة؟
توجد العديد من الاستخدامات والتطبيقات للكهرباء الساكنة كما يلي:
- يتم استخدامها في الطابعات والات التصوير الحديثة حيث يجذب الورق الشحنات الكهربائية من أسطوانة الحبر باتجاهه.
- يتم استخدامها في عمليات تنظيف المداخن وإزالة الأغبرة للتخفيف من تلوث الهواء.
- تستخدم في طلاء السيارات بحيث تجذب هياكل السيارات رذاذ الطلاء باتجاهها تجنبا لوصوله إلى أسطح أخرى حوله.
- تستخدم في رش المزروعات بالمبيدات الحشرية حيث توزع قطرات المبيد الحشري بالتساوي على الأوراق.
الكهرباء المتحركة
الكهرباء المتحركة (الديناميكية) هي تدفق للكهرباء من خلال مادة موصلة مثل الأسلاك النحاسية .
تعريف الكهرباء المتحركة
الكهرباء المتحركة (الديناميكية) هي تدفق الشحنات الكهربائية عبر موصل (التيار الكهربائي)، عندما يتم إطلاق الإلكترونات من مادة ما وتضطر إلى التدفق إلى مادة أخرى فإنها تنتج كهرباء ديناميكية في هذا النوع من الكهرباء تنتقل الإلكترونات عبر دائرة كهربائية مكونة من مواد موصلة، وهو نوع الكهرباء الذي يأتي إلينا من خلال شركة الكهرباء.
أنواع الكهرباء المتحركة
التيار الكهربائي هو تدفق الإلكترونات عبر مادة ما ويمكن أن يكون التيار الكهربائي من نوعين:
- التيار المستمر (DC) عندما تتدفق الإلكترونات في اتجاه واحد فقط على سبيل المثال التيار الناتج عن لوحة كهروضوئية .
- التيار المتردد (AC) عندما تغير الإلكترونات اتجاهها مرارا وتكرارا من الموجب إلى السالب مثل المكيف هو نوع الكهرباء الذي نستخدمه في منازلنا.
أمثلة على الكهرباء المتحركة (الديناميكية)
- المولدات وغيرها ACCU.
- البطاريات المتصلة بموصل كهربائي لتشغيل الأنوار مثلا.
- الكهرباء التي يتم توصيلها باستخدام سلك أو كابل لتشغيل التلفزيون والمراوح والثلاجات وغيرها من الأجهزة الكهربائية.
خصائص الكهرباء المتحركة (الديناميكية)
- للكهرباء الديناميكية جهد كهربائي كبير وطاقة كهربائية ويمكنها توليد تيار كهربائي.
- يمكن استخدام الكهرباء الديناميكية في دائرة كهربائية.
- يمكن أن تنتج الكهرباء الديناميكية شحنات أو تيارات كهربائية إذا تدفقت في دائرة كهربائية مغلقة أو متصلة بحمل كهربائي.
- يمكن تنظيم إطلاق الشحنات الكهربائية الديناميكية بشكل مستمر أو في أوقات معينة.
الفرق بين الكهرباء الساكنة والمتحركة
بعد ما تعرفنا على كلا من الكهرباء الساكنة والكهرباء المتحركة يمكننا الان توضيح الفرق بينهما بشكل موجز وميسر يوضح أهم الاختلافات بينهما كما يلي:
- يتم توليد الكهرباء الساكنة من احتكاك ، بينما يتم توليد الكهرباء المتحركة (الديناميكية) من مصدر أو محطة طاقة.
- لا يمكن أن تتدفق الكهرباء الساكنة في دائرة نظرا لعدم التوازن بين الشحنات الكهربائية داخل أو على سطح المادة حيث تبقى الشحنات ثابتة، بينما يمكن أن تتدفق الكهرباء المتحركة (الديناميكية) في دائرة كهربائية حيث تدفق الشحنة الكهربائية في اتجاه واحد كما يحدث في التيار الكهربائي .
- تفريغ الكهرباء الساكنة في فترة زمنية قصيرة نسبيا، بينما يمكن تنظيم إطلاق الشحنات الكهربائية المتحركة (الديناميكية) بشكل مستمر أو في غضون فترة زمنية معينة.
- شحنات الكهرباء الساكنة ثابتة وبالتالي تفقد شحناتها بالإضافة الي تجمعها علي سطح جسم ما، بينما شحنات الكهرباء المتحركة (الديناميكية) تكون متحركة ونوع الشحنات سالبة.