الكهرباء الساكنة في جسم الإنسان، يقوم جسم الإنسان بتخزين الطاقة الكهربائية، حيث تكون الشحنات السالبة والموجبة متساوية فيه.
في هذا المقال، سنتحدث عن الطاقة الكهربائية الساكنة، بدءا من تعريفها وتاريخ اكتشافها، وسنذكر أمثلة عملية لتطبيقاتها، وسنتعرف أيضا على كيفية علاج فائض التيار الكهربائي في الجسم.
الطاقة الكهربائية الساكنة في جسم الانسان
يشعر بعض الأفراد فجأة بصدمة كهربائية في جسده، وهذا هو تراكم الكهرباء الزائدة في جسمه، ومن الممكن أن يشعروا بها عند لمسهم لشخص محدد أو لأشياء محددة، وعليهم أن يعرفوا سبب هذا الشعور ليتخلصوا منه ويتغلبوا عليه.
تعريف الطاقة الكهربائية الساكنة
الطاقة الكهربائية الساكنة هي نوع مختلف من أنواع الطاقة الكهربائية، وتحدث نتيجة تراكم الشحنة الكهربائية على سطح إحدى المواد.
تحدث التيار الكهربائي الساكن نتيجة لتداخل مادة مع مادة أخرى واحتكامهما مع بعضهما البعض، مما يؤدي إلى اضطراب توازن الذرات في كلتا المواد، حيث تحتوي كل مادة على عدد متساو من البروتونات الموجبة والإلكترونات السالبة.
بعد تعرض البروتونات والإلكترونات للاحتكاك، ينتقل الإلكترونات من المادة بحيث تكتسب شحنة إيجابية، وتنجذب بعدها نحو مادة أخرى تمنحها شحنة سالبة.
شاهد أيضًا: تعريف الطاقة الكهربائية باختصار
تاريخ اكتشاف الكهرباء الساكنة
أشارت بعض الكتب إلى أن الإنسان استطاع في القرن الـ16 ق.م توليد الطاقة الكهربائية، من خلال ملاحظتهم أن العنبر يشحن بالفرك.
في عام 1660م، صنع العالم أوتو فون غيريكه جهازا مصنوعا من الكرات الكبريتية، والذي يولد طاقة كهربائية ساكنة، وقام العالم فرانسيس هاكسبي بتطويرها لاحقا.
في القرن الثامن عشر، تم إجراء تجربتين بهدف تخزين الطاقة الكهربائية الساكنة، وأحداهما تمت في هولندا بواسطة العالم `بيتر فان موشنبروك`، الذي يحمل الجنسية الهولندية، وقام بإجراء التجربة في جامعة لايدن في هولندا.
أجريت تجربة أخرى في ألمانيا على يد المخترع الألماني جورج فون كلاسيت، وأطلق على هذه التجربة اسم `زجاجة لايدن` تيمنا بالجامعة التي تم تنفيذها فيها.
تتألف التجربة المعروفة باسم زجاجة لايدن من وعاء زجاجي ممتلئ جزئيا بالماء، ويتم إغلاق الوعاء بغطاء من الفلين، ويتم إحراق الفلين باستخدام مسمار أو سلك يتم توصيله بالداخل إلى الماء في الوعاء، على أن يكون الطرف الآخر من السلك في الخارج.
باستمرار تعرض السلك الخارجي للفرك أو الاحتكاك، يتم تجميع طاقة كهربائية في السلك، وبعد ذلك يتم قطع التيار الكهربائي الناتج من الاحتكاكات. عند لمس السلك بطرفه الخارجي، يتعرض الجسم لصدمة كهربائية ناتجة عن التخزين المؤقت للطاقة الكهربائية في الجسم.
تطبيقات عملية على الكهرباء الساكنة
من بين التطبيقات المميزة للطاقة الكهربائية الساكنة، يعتبر تجربة شحن البالون المطاطي باستخدام قطعة صوفية لفركه، وسيلة بارزة. تنتقل الإلكترونات من القماش إلى البالون نتيجة لاختلاف جاذبية الكليتين للإلكترونات.
ويؤدي ذلك إلى شحن البالون بشحنة سالبة نتيجة اكتسابه إلكترونات إضافية، وتكتسب القطعة القماشية شحنات موجبة بسبب فقدانها لعدد محدد من الإلكترونات.
بعد ذلك، يمكن تثبيت البالون على إحدى الجدران لأنه سيتجذب إلى الجسيمات الموجبة الموجودة في الجدار. ومن بين التطبيقات المهمة للطاقة الكهربائية الساكنة والتي يمكن استغلالها، نذكر:
آلات الطباعة بالليزر وآلات النسخ
الشحنة الكهربائية تجذب الحبر إلى الورق.
رش المحاصيل الزراعية بالمبيد الحشري
تساعد الشحنة الكهربائية الثابتة في تثبيت أوراق النبات بواسطة قطرات المبيدات الحشرية، والتي توزعها بالتساوي على الورق.
طلاء المركبات
من الممكن استغلال الطاقة الكهربائية الساكنة في طلاء المركبات المعدنية أو السيارات، مع ضمان عدم انتقالها إلى الأسطح الأخرى.
تنقية الهواء
يمكن استخدام الكهرباء الساكنة في جذب الأتربة والملوثات المنبعثة من مداخن المصانع، مما يساعد في مواجهة تلوث البيئة وخاصة الهواء.
قد يهمك: مصادر الطاقة الكهربائية وأنواعها
الطاقة الكهربائية الساكنة في جسم الانسان
يشعر الإنسان بالشحنة الكهربائية الساكنة كظاهرة طبيعية، على سبيل المثال، قد يشعر الشخص بصدمة كهربائية خفيفة عند لمس مقبض الباب أثناء مشيه على سجادة المنزل.
في فصل الشتاء، يمكن أن يشعر الشخص بصدمة كهربائية طفيفة عند إغلاق باب سيارته والنزول منها، وقد يحدث انتصاب في فرو القطط عندما يمسح مرارا.
تلعب الطاقة الكهربائية الساكنة دورا أساسيا في حدوث ظاهرة البرق خلال العواصف الرعدية، ويشير العلم الذري إلى أن الكهرباء الساكنة تحقق توازنا مثاليا للجسيمات من خلال قوى الجذب والانفصال التي تنشأ عنها.
واستجابة الجهاز العصبي في جسم الإنسان للتذوق والشم واللمس وغيرها من الاستجابات ليست سوى نتيجة للشحنة الكهربائية المتراكمة في جسمه.
مخاطر الكهرباء الساكنة
الطاقة الكهربائية الساكنة هي واحدة من الظواهر الرئيسية التي تتمتع بفوائد متعددة يمكن استغلالها في تنفيذ تطبيقات عملية مختلفة، وعلى الرغم من ذلك، فإن هناك آثار سلبية للكهرباء الساكنة، وتتمثل هذه الآثار في النقاط التالية:
- تظهر شرارات كهربائية من الطاقة الكهربائية الساكنة في المواقع الخطيرة التي تحتوي على مواد وغازات سريعة الاشتعال، مما يؤدي إلى اشتعال الحرائق أو حدوث انفجارات.
- عندما يلامس الأجسام بعضها البعض، يتعرض الجسم لصدمات كهربائية قوية، مما يؤدي إلى تخزين شحنات من الطاقة الكهربائية الساكنة.
- ونتيجة لذلك، ينتج ضرر كبير على الإنسان مثل توقف عضلات القلب والتعرض للوفاة، أو احتراق الجسم، إذا تم تفريغ هذه الشحنات الكهربائية العالية في جسمه.
- يتم توليد شحنات كهربائية ضخمة من الطاقة الكهربائية الساكنة في وقود الطائرات، بسبب احتكاك الوقود عند مروره من خرطوم الوقود لمسافة طويلة قبل وصوله إلى المحرك.
- تنتج عن ذلك ظهور شرارات تؤدي إلى احتراق الوقود وحدوث انفجارات، ولذلك من المهم تأريض خرطوم الوقود في الطائرات بشكل صحيح.
- إذا لمست بالأصابع، يمكن أن تتلف بعض الأجهزة الحساسة التي تعمل بشكل إلكتروني إذا كان الجسم مشحونا بالطاقة الكهربائية الساكنة.
دراسة حديثة على الكهرباء الساكنة
اكتشف العلماء في عام 2011 أن ظاهرة الطاقة الكهربائية الساكنة ليست ظاهرة فيزيائية بحتة فحسب، بل يمكن أن تكون ظاهرة كيميائية تحدث نتيجة لحركة الأيونات بأقطاب مختلفة.
ليس هناك انتقال فقط على الإنترنت، بل يتعدى ذلك بسبب نقل أجزاء صغيرة من المادة، وهكذا تغيرت الأفكار التقليدية حول الطاقة الكهربائية الساكنة لتصبح أكثر شمولا مما كانت عليه في السابق.
ما تم تحقيقه في السابق ليس إلا اكتشاف أولي بسيط لظاهرة الكهرباء الساكنة.
اخترنا لك: كيفية انتقال الشحنات الكهربائية
علاج زيادة التوتر الكهربائي في الجسم
نحن جميعا نحمل شحنة كهربائية ثابتة في أجسامنا، ولكنها تصبح خطرة عندما ترتفع هذه الطاقة الكهربائية، وفي هذه الحالة يجب اتخاذ الإجراءات التالية:
يجب ارتداء ما يسمى بالسوار المغناطيسي الذي يعمل على تنظيم الشحنات الكهربائية في الجسم وتقليلها قدر الإمكان.
يجب زرع إحدى القطع المعدنية في الأسنان لامتصاص الشحنات الكهربائية الساكنة الزائدة في الجسم.
من المهم أن يقوم الفرد بتحريك ذراعيه وممارسة بعض التمارين الرياضية بانتظام، خاصة إذا كان يستخدم الحاسوب أو أي أجهزة كهربائية بشكل متكرر، لتفريغ الشحنات الكهربائية الزائدة والتخلص منها، وذلك لتجنب التعرض للضرر.
وفي نهاية الموضوع وبعد أن تعرفنا على الطاقة الكهربائية الساكنة وتاريخها وبعض التطبيقات العامة، تعرفنا أيضا على الطاقة الكهربائية الساكنة في جسم الإنسان.
لقد تم ذكر مخاطر وأضرار الكهرباء الساكنة، وتعرفنا على المفهوم الحديث للكهرباء الساكنة، ووضحنا كيفية علاج الطاقة الكهربائية الساكنة الزائدة في الجسم، لذا نطلب منكم مشاركة هذا الموضوع عبر جميع وسائل التواصل الاجتماعي.
