الكهرب الساكنة
| English | العربية |
|---|---|
| static electricity/ˈstætɪk ɪlekˈtrɪsɪti/ | الكهرباء الساكنة |
| charge/tʃɑːdʒ/ | شحنته |
| electrons/ɪˈlektrɒnz/ | الإلكترونات |
| coulombs/ˈkuːlɒmz/ | كولوم |
| conductor/kənˈdʌktə/ | موصل |
| insulator/ˈɪnsjuːleɪtə/ | عازل |
| electric field/ɪˈlektrɪk fiːld/ | مجال كهربائي |
| ion/ˈaɪɒn/ | أيون |
الشرار والبالونات اللاصقة
- افرك بالوناً على شعرك يلتصق بالحائط؛ البرق هو نفس التأثير بحجم عملاق.
- كلاهما ناتج عن الكهرباء الساكنة — شحنة تراكمت ولم تتحرك.
- كل هذا يعود إلى الإلكترونات الصغيرة جداً.
الشحنة الكهربائية
- هناك نوعان من الشحنة: موجبة وسالبة.
- القاعدة تشبه أقطاب المغناطيس: الشحنات المتشابهة تتنافر، والشحنات المختلفة تتجاذب.
- تقاس الشحنة بوحدة الكولوم (C).
افرك بالون وشاهده يتشحن
الاحتكاك ينقل الإلكترونات إلى البالون، فيصبح سالبًا — ثم يجذب جدارًا متعادلًا أو شعرك، لكن يبعد بالونًا آخر سالب.
شحنتان سالبتان تتجاذبان معًا.
الشحنات المتشابهة تتنافر؛ فقط الشحنات المختلفة (+ و −) تتجاذب.
الشحن بالاحتكاك
- افرك مادتين مختلفتين معاً وتتحرك الإلكترونات (جسيمات سالبة صغيرة) من إحداهما إلى الأخرى.
- المادة التي تكتسب الإلكترونات تصبح سالبة؛ والمادة التي تفقدها تصبح موجبة.
- فقط الإلكترونات السالبة هي التي تتحرك — الشحنة الموجبة تبقى ثابتة.
- مثال: قضيب بلاستيكي مفروك بقماش يصبح سالباً (لأنه اكتسب إلكترونات)؛ ويبقى القماش موجباً.
عند احتكاك قضيب بلاستيكي بقماش، يكتسب القضيب إلكترونات. يصبح القضيب:
اكتساب الإلكترونات (وهي سالبة) يجعل القضيب سالبًا. أما القماش، الذي فقد إلكترونات، فيبقى مشحونًا بشحنة موجبة.
أثناء الشحن بالاحتكاك، ما الذي يتحرك فعليًا بين المواد؟
فقط الإلكترونات السالبة تتحرك. وتبقى الشحنة الموجبة ثابتة في مكانها.
صِل كل فكرة من الكهرباء الساكنة بما تعنيه.
يربط كل بند المصطلح بمعناه الصحيح.
الموصلات والعوازل
- الموصل (النحاس ومعادن أخرى) يسمح بتدفق الشحنة بسهولة لأنه يحتوي على إلكترونات حرة.
- العازل (البلاستيك، المطاط، الزجاج) لا يفعل ذلك — لا يمكن لإلكتروناته الحركة بحرية.
- اختبر ذلك: ضع المادة في دائرة كهربائية مع مصباح وبطارية — سيضيء المصباح فقط للموصل.
لماذا يعتبر النحاس موصلًا جيدًا للكهرباء؟
الموصل يحتوي على إلكترونات حرة يمكن أن تتدفق خلاله. والعوازل لا تحتوي على شحنات حرة الحركة.
المجالات الكهربائية والأيونات
- المجال الكهربائي هو منطقة تشعر فيها الشحنة بقوة.
- اتجاهه عند نقطة ما هو اتجاه القوة المؤثرة على شحنة موجبة.
- أنماط المجال: الخطوط تتجه خارجاً من + ونحو −؛ بين الصفيحة المتوازيتين تكون الخطوط مستقيمة ومتساوية المسافة.
- الذرة التي تفقد إلكترونات تصبح أيوناً موجباً؛ والتي تكتسب إلكترونات تصبح أيوناً سالباً.
اتجاه المجال الكهربائي عند نقطة ما هو اتجاه القوة المؤثرة على:
باتفاق عام، يُعتبر اتجاه المجال الكهربائي هو اتجاه القوة المؤثرة على شحنة موجبة.
ذرة متعادلة تفقد إلكترونين. تصبح:
فقدان الإلكترونات السالبة يترك شحنة موجبة أكثر، فتصبح الذرة أيونًا موجبًا.
لقد فهمت الأمر
- شحنتان: + و**−**؛ المتشابهة تتنافر، المختلفة تتجاذب
- الشحن بالفرك ينقل الإلكترونات فقط: الكسب → سالب، الفقدان → موجب
- الموصلات تحتوي على إلكترونات حرة؛ العوازل لا تحتوي عليها
- اتجاه المجال الكهربائي = القوة على شحنة موجبة؛ فقدان الإلكترونات → أيون موجب