اقرأ في هذا المقال
- ما هي الكهرباء الساكنة – Static Electricity؟
- ما هو التيار الكهربائي – Current Electricity؟
- الفرق بين الكهرباء الساكنة والتيار الكهربائي
ما هي الكهرباء الساكنة – Static Electricity؟
في الكهرباء الساكنة، تظل الشحنات في وضع السكون في جسم المادة، تتولد هذه الفئة من الكهرباء عند احتكاك مادتين ببعضهما البعض كما نعلم أنّ كل جسم يتكون من جسيمات صغيرة تعرّف “بالذرة”، يوجد في وسط الذرة مخارج نواة حولها تدور الإلكترونات الحرة، جميع الإلكترونات تدور في مدار معين بعض الإلكترونات التي تكون بعيدة عن النواة محدودة الحد.
إذا فركنا جسمين مختلفين فإنّ الإلكترونات تنتقل من جسم إلى آخر، الجسم الذي يجعل الإلكترونات تصبح سالبة الشحنة والجسم الذي يفقد الإلكترونات يصبح شحناته موجبة وبسبب هذه الشحنات المتعاكسة يتم تطوير الإمكانات التي تسبب إنتاج الكهرباء الساكنة، لنفترض أنّ لدينا ذرات من الشعر وبالونات. إذا فركنا بالونات في الشعر، فسيحدث نقل الشحنات السالبة.
افترض أنّ الشحنات السالبة تنتقل من ذرات الشعر وتتحد مع ذرات البالون. لذا فإنّ ذرات الشعر لها شحنة موجبة وذرات البالون لها شحنة سالبة. بسبب تلك القوة الجاذبة الموجودة بين الشعر والبالون. توجد اختلافات محتملة بين الشعر والبالون بسبب الشحنات المختلفة لذلك تنتج الكهرباء الساكنة بينهم.
ما هو التيار الكهربائي – Current Electricity؟
الكهرباء التي يتم توليدها بسبب حركة الإلكترونات تسمّى التيار الكهربائي، يتم توليد التيار الكهربائي فقط في مثل هذه المواد التي تحتوي على إلكترونات حرة. يستخدم للقيام بعمليات مختلفة مثل عمل المحرك، توهج المصباح وغيرها. بسبب تدفق التيار يتم إنشاء المجال المغناطيسي حول المادة التي يتدفق من خلالها التيار. يوجد نوعان من التيار الكهربائي أحدهما هو التيار المتردد (ac) والثاني هو التيار المستمر (dc).
في التيار المتردد تتحرك الإلكترونات ذهابًا وإيابًا بينما تتدفق الإلكترونات في التيار المستمر في اتجاه واحد فقط. ناقشنا أعلاه أنّه في الذرة عند النواة المركزية توجد مخارج وأنّ الإلكترونات الحرة تتحرك حول النواة. بسبب الترابط بين ذرات الإلكترونات فهي مقسمة إلى نوعين وهما: الذرات التي لديها قوة ضعيفة من الجذب بين الإلكترونات والذرات المعروفة باسم “الموصلات”.
إذا طبقنا قوة خارجية من خلال تطبيق الجهد أو الحرارة تحصل الإلكترونات على الطاقة وتتحرك من ذرة إلى أخرى في الموصل بسبب توليد التيار الكهربائي. بينما في المواد غير المعدنية، تتمتع الإلكترونات بقوة جذب قوية مع الذرات. لذلك في غير المعادن، لا يتدفق التيار.
الفرق بين الكهرباء الساكنة والتيار الكهربائي:
في الكهرباء الساكنة:
يُعرف نوع الكهرباء التي يتم توليدها على سطح المادة بالكهرباء الساكنة. ينتج حركة الشحنات السالبة بين جسمين. يمكن توليد هذه الكهرباء في كل من المواد الموصلة والعوازل. في هذه الكهرباء لا يوجد حثّ لمجال مغناطيسي، يتم توليد الكهرباء الساكنة لفترة زمنية صغيرة، الأداة المستخدمة لقياس الكهرباء الساكنة هي المكشاف الكهربائي ذو الأوراق الذهبية، ومن الأمثلة على الكهرباء الساكنة هي ضربات البرق، ويمكن أيضًا توليدها من بالونات الاحتكاك على الشعر.
في التيار الكهربائي:
يتم توليد التيار الكهربائي بسبب تدفق الإلكترونات. السبب الرئيسي لنشأت التيار الكهربائي هو حركة الإلكترونات، يتم توليد التيار الكهربائي فقط في المواد الموصلة. ينتج التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا، إنّ الفترة الزمنية للخروج من التيار الكهربائي أكبر من الكهرباء الساكنة ويمكن قياس قيمتها باستخدام العداد التناظري والرقمي. تطبيقاته الشائعة هي مروحة العمل، أنبوب المصباح، الآلات، المحرك.
مقارنة بين الكهرباء الساكنة والتيار الكهربائي:
- الكهرباء المتولدة بسبب الشحنات الإستاتيكية تسمّى الكهرباء الساكنة بينما الكهرباء المتولدة بسبب حركة الإلكترونات تسمّى التيار الكهربائي.
- سبب الكهرباء الساكنة هو حركة الشحنات السالبة بين جسمين. بينما التيار الكهربائي ناتج عن حركة الإلكترونات.
- يتم توليد الكهرباء الساكنة في جسم مادة غير موصلة بينما يتم توليد التيار الكهربائي على سطح الموصلات.
- في حالة التيار الكهربائي، يتم إنتاج المجال المغناطيسي ولكن ليس للكهرباء الساكنة.
- الفترة الزمنية للتيار الكهربائي أكبر من الكهرباء الساكنة.
- لقياس الكهرباء الساكنة، يتم استخدام المكشاف الكهربائي للورقة الذهبية لقياس التيار الكهربائي الرقمي والتناظري العداد المستخدم.
جدول المقارنة بين الكهرباء الساكنة والتيار الكهربائي:
| أسس المقارنة | الكهرباء الساكنة | التيار الكهربائي |
| التعريف | تُعرف الكهرباء التي تتراكم على سطح المادة بالكهرباء الساكنة. | التيار الكهربائي يحدث بسبب تدفق الإلكترونات. |
| سبب الحدوث | يستحثّ بسبب حركة الشحنات السالبة من جسم إلى آخر. | التيار الكهربائي يحدث بسبب حركة الإلكترونات. |
| المواد | تتطور الكهرباء الساكنة في كل من الموصل والعازل. | يتطور التيار الكهربائي فقط في الموصلات. |
| المجال المغناطيسي | لا يحثّ المجال المغناطيسي. | يحثّ المجال المغناطيسي. |
| الفترة الزمنية | موجودة لفترة قصيرة. | موجود لفترة طويلة. |
| أجهزة القياس | مكشاف أوراق الذهب. | العداد التناظري والرقمي. |
| أمثلة | ضربات البرق، تتطور بفرك البالونات على الشعر. | يتم استخدام التيار الكهربائي لتشغيل المروحة والضوء والتلفزيون وما إلى ذلك. |
