ما هو كهربة الأجسام وكيف يحدث ذلك؟
تعريف
الكهرباء هي عملية فصل الشحنات الكهربائية وتراكمها في أماكن معينة من الأشياء والأجسام. تحدث هذه الظاهرة نتيجة الاحتكاك ، أو تلامس الأجسام أو نتيجة الحث الكهروستاتيكي. بكلمات بسيطة ، عندما يكون هناك كائن له مجال كهربائي قريب.
اعد الاتصال: في الفيزياء ، يتم تمييز نوعين من الشحنات - الإيجابية والسلبية ، أو البروتونات والإلكترونات. ينشأ بينهما الحقل الكهربائي. مثل انجذاب الاتهامات ، وصد الاتهامات المعاكسة.
لوحظت هذه الظاهرة في مصادر الطاقة وليس فقط. تتراكم الرسوم على العوازل ، وقد رأى الجميع ذلك في تجارب توضح الظاهرة باستخدام قضبان الإيبونيت والزجاج ، والتي تم توضيحها في صفوف الفيزياء في المدرسة.
في البداية ، تكون جميع الذرات ، التي يتكون منها كل ما يحيط بنا ، محايدة كهربائيًا. نتيجة لظاهرة الكهرباء ، تظهر شحنات إيجابية أو سلبية على سطح الأشياء. تذكر تجربة المدرسة: إذا قمت بفرك عصا من خشب الأبنوس بقطعة قماش من الصوف ، بعد توقف الاحتكاك ، ستبقى العصا مشحونة. ثم يقولون أن الجسم مكهرب.
وهكذا ، أثناء الاحتكاك ، تنتقل الإلكترونات من جسم إلى آخر. ونتيجة لذلك ، بعد توقف الاحتكاك ، ظلت الإلكترونات الزائدة "ليست على أجسامها" وتم الحصول على شحنة زائدة ، وتوقفت عن الحيادية. نتيجة احتكاك العصي على الصوف أو الفراء ، تتشكل شحنة سالبة على سطحه.
شروط حدوث الظاهرة وطرق نقلها
أخبرنا كيف يتم شرح هذه الظاهرة في الطبيعة ، والآن دعونا ننظر في كيفية كهربة الأجسام. فقط لاحظ أن استيفاء جميع الشروط اختياري - يمكن أن تحدث الكهرباء لسبب أو لآخر ، سنقسمها إلى مجموعتين رئيسيتين:
الأول هو التفاعل الميكانيكي. مع الاحتكاك ، تكون المسافة بين الأشياء مماثلة للمسافة بين الجزيئات الموجودة فيها. بما أن الإلكترونات في أحد الأجسام تكون أضعف مرتبطة بالنواة ، فإنها تنتقل "تنفجر" إلى جسم آخر. طرق أخرى للكهرباء هي الصدمة والاتصال.
المجموعة الثانية هي كهربة بالتأثير ، أي أن الظاهرة يتم ملاحظتها عند تطبيق قوى خارجية على الجسم ، من بينها:
- الحقل الكهربائي.نتيجة لعمل الحقل على الموصل ، تظهر الشحنات على سطحه ، وكلما كان نصف قطر انحناء السطح أصغر ، كلما تراكمت المزيد من الشحنات هنا. لذلك على الطرف سيكون معظم الرسوم ، درسنا هذه المشكلة بمزيد من التفصيل في المقالةhttps://our.electricianexp.com/ar/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html وهنا https://our.electricianexp.com/ar/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html
- التعرض للضوء. افتتح البروفيسور أ. Stoletov في عام 1888 ، هو أنه عندما يتعرض للضوء على الزنك والألمنيوم والسيزيوم والصوديوم والرصاص والبوتاسيوم والمعادن الأخرى ، يفقدون الإلكترونات ويصبحون مشحونين بشكل إيجابي.
- الحرارة. عند تسخين المعدن ، يتم إعطاء الإلكترونات طاقة كافية لترك المعدن ، ونتيجة لذلك ، يكتسب شحنة موجبة.
- تفاعل كيميائي. في وجود قطبين من معادن مختلفة ، تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال ، ونتيجة لذلك يصبح أحدهما إيجابياً ، والثاني سلبياً. اعتبرنا هذا بمزيد من التفصيل في المقالة حول الأنود والكاثود.
- تحت الضغط. في الكهروإجهادية (الكوارتز ، ملح روشيل ، فوسفات الأمونيوم) ، أثناء العمل الميكانيكي (الضغط أو التوتر) ، تتشكل شحنات إيجابية وسلبية على الوجوه.
هذه هي الأنواع الرئيسية من كهربة.
ما هي قوانين الفيزياء المتعلقة بالكهرباء؟
ترتبط ظاهرة كهربة القوانين الفيزيائية مثل:
- قانون المعلقة. يصف القوة التي تتفاعل بها الشحنات. وبالتالي ، من الممكن تحديد مدى قوة جذب الأجسام المكهربة لبعضها البعض.
- قانون الحفاظ على تهمة. وتقول إن مجموع الرسوم الجبرية في نظام مغلق لم يتغير. هذا يشير إلى أن الشحنات الزائدة على الأجسام المكهربة لا تظهر من أي مكان ، ولكنها تنتقل من الجسم إلى الجسم.
لقد درسنا بالفعل هذه القوانين ، يمكنك العثور على مزيد من التفاصيل في المواد ذات الصلة التي أشرنا إليها.
تطبيق عملي
ظاهرة كهربة لها مظاهر إيجابية وسلبية. أمثلة على الاستخدام الإيجابي:
- استخدام مرشحات الغبار الكهروستاتيكي لتنقية الهواء في أنظمة التهوية في العمل والمنزل. من المهم بشكل خاص إذا حدث الكثير من الغبار أثناء عملية الإنتاج.
- طلاء السيارات والمنتجات المعدنية الأخرى. باستخدام بنادق الرش الإلكتروستاتيكية ، من الممكن شحن الطلاء بشكل سلبي ، ويتم تثبيت جسم السيارة. ونتيجة لذلك ، تنجذب جزيئات الطلاء إلى أجزاء جسم السيارة. تتحسن جودة الطلاء ، وينخفض استهلاك الطلاء.
- يمكن أن يسرع التدخين الإلكتروستاتي للحوم والأسماك بشكل كبير من عملية التدخين.
- خلق فرو صناعي أو طلاءات صوفية زخرفية. يتم تمرير الكومة الدقيقة عبر الشبكة ، بسبب التفاعل مع المجال الكهربائي ، تقع الكومة في طبقة متعامدة على السطح المطلي ، يتم معالجتها مسبقًا بتركيبة لاصقة.
هناك أيضًا عدد من التطبيقات للتنظيف والفرز والتصفية ، وكذلك في الطب لتسريع العلاج.
يمكن أن يؤدي التأثير السلبي للكهرباء إلى عواقب مميتة:
- ظهور الشرر الملامس للأجسام المشحونة. مثل هذه الحالات تشمل شرارات في الحياة اليومية ، والتي تنزلق عند خلع السترة الخاصة بك ، عندما تصدم عند مغادرة السيارة. على سبيل المثال ، يتم كهربة طائرة أثناء الطيران ويمكن أن تنزلق الشرر عند إحضار سلم إليها ، وقد يتسبب ذلك في الاشتعال ، لذلك يقومون أولاً بإزالة الشحنة من الطائرة. ومن المعروف أيضًا حالات اشتعال ناقلات النفط بسبب الكهرباء.
- تؤدي هذه الظاهرة إلى ظهور شحنات كهربائية كبيرة ، ويمكن أن تؤدي إلى فشل المكونات الإلكترونية في التكنولوجيا ، سواء في تصنيع المعدات أو في عملية التشغيل أو الإصلاح. يحدث هذا نتيجة لتفريغ الأداة على لوحة الدائرة.لذلك ، يجب أن يعمل مصلحو الإلكترونيات في أساور كهربائية مؤرضة ومكاوي لحام مؤرضة والمزيد. يوجد في القاعدة الأولية الحديثة عدد من الحلول التقنية لتقليل تأثير الكهرباء على عملهم. على سبيل المثال ، تثبيت ثنائيات زينر موازية لدائرة مصدر البوابة للترانزستورات ذات التأثير الميداني.
مثير للاهتمام! هناك حالة معروفة عندما لوحظ رفض كبير عند طلاء لوحات الدوائر المطبوعة بالورنيش بعد تثبيت المكونات الإلكترونية ، على الرغم من حقيقة أن جميع المنتجات تم اختبارها قبل الطلاء. السؤال الذي يطرح نفسه: كيف نتخلص من مشكلة الكهرباء؟ تم حل المشكلة عن طريق تأريض مسدس الرش.
لدمج المواد ، نوصي أيضًا بمشاهدة مقاطع فيديو مفيدة حول الموضوع:
شرحنا لفترة وجيزة ظاهرة كهربة الأجسام وقلنا تحت أي ظروف تحدث عمليات ظهور الشحنات على الأشياء. إن الكهربة مهمة في الإنتاج ، وقد وجدت العديد من التطبيقات المفيدة. لسوء الحظ ، إذا لم تقدم طرقًا لحل المظاهر السلبية ، امنع الشرر غير الضروري في الأماكن التي يحتمل حدوث انفجارات فيها - سيؤدي ذلك إلى مشاكل خطيرة.
المواد ذات الصلة:
جار التحميل ...
