كيف يمكن ملاحظة تأثير الشحنات الكهربائية

ما هي الشحنة الكهربائية

الشحنة الكهربائية هي خاصية للمادة التي تجعل الأشياء تنجذب أو تتنافر ، ويأتي الشحنة الكهربائية في نوعين ، والتي نسميها إيجابية و سلبية ، مثل الشحنات المتشابهة تتنافر ، وعلى العكس  تنجذب الشحنات المختلفة بعضها البعض ، واثنين من الشحنات الموجبة تتنافر ، واثنين من الشحنات السالبة تتنافر أيضاً ، الشحنة الموجبة والشحنة السالبة تنجذبان بعضهما البعض.

وهناك نوعين من الشحنات الكهربائية ، فعندما يتم فرك العديد من المواد معًا بطرق خاضعة للرقابة ، فإن مجموعات معينة من المواد تؤدي دائمًا إلى صافي شحنة من نوع واحد على مادة واحدة وشحنة صافية من النوع المعاكس على المادة الأخرى ، وتسمي نوعًا واحدًا من الشحنة موجبًا والنوع الآخر سالبًا ، على سبيل المثال ، عندما يُفرك الزجاج بالحرير ، يصبح الزجاج مشحونًا بشحنة موجبة والحرير سالبًا ، ولأن الزجاج والحرير لهما شحنة معاكسة ، فإنهما ينجذبان بعضهما البعض مثل الملابس التي يتم فركها معًا في مجفف ، وسوف يتنافر قضيبان زجاجيان يفركان بالحرير بهذه الطريقة ، لأن كل قضيب به شحنة موجبة ، وبالمثل ، فإن قطعتين من القماش الحريري تم فركهما بهذه الطريقة سوف تتنافران ، لأن كلا القطعتين لهما شحنة سالبة.[2]

ما هي الكهرباء الساكنة

الكهرباء الساكنة هي ظاهرة كهربائية تنتقل من خلالها الجسيمات المشحونة من جسم لآخر ، فإذا قمت بفرك جسمين معًا ، خاصتاً إذا كانت الكائن عازل وكان الهواء المحيط جاف ، فإن الأجسام تكتسب شحنة متساوية ومعاكسة وتتطور قوة جذابة بينهما ، وهي من

طرق انتقال الشحنات الكهربائية

، ويصبح الكائن الذي فقد الإلكترونات موجب ، والاخر يصبح سالب ، والقوة تكون هي التجاذب بين الشحنات المعاكسة.[1]

تجارب تأثير الشحنة الكهربائية

فيما يلي أن نتعرف على تجارب للكهرباء الساكنة التي يمكنك من خلالها ملاحظة تأثير الشحنات الكهربائية:

تجربة الكيس الطائر

يمكنك تجربة الكيس الطائر من خلال استخدام الكهرباء الساكنة ، فيما يلي نتعرف عليها :

المواد المستخدمة

• 
  قطعة بلاستيكية أسطوانية الشكل
  
• 
  قطعة من القماش
  
• 
  كيس من البلاستيك الخفيف
  

الخطوات

• 
  افرك سطح القطعة الأسطوانة بقطعة قماش لمدة 40 ثانية
  
• 
  افرد الكيس البلاستيكي وافرك قطعة القماش على سطحه لمدة 40 ثانية
  
• 
  حرر الكيس البلاستيكي وشاهده وهو يرتفع بينما تلوح بالقطعة البلاستيكية بالأسفل
  
• 
  يصبح الأسطوانة والقماش مشحونين سلبًا بعد فركهم بقطعة قماش ، كما تتنافر الشحنات ، يبدو أن الكيس البلاستيكي يتنافر.
  

تجربة العلبة

باستخدام الكهرباء الساكنة ، يمكنك صنع علبة تدور دون لمسها.

المواد المستخدمة

• 
  علبة فارغة
  
• 
  قطعة بلاستيكية أسطوانية الشكل
  
• 
  قطعة من القماش
  

الخطوات

• 
  افرك سطح الأسطوانة البلاستيكية بقطعة قماش لمدة 40 ثانية
  
• 
  ضع العلبة على سطح مستو وسلس
  
• 
  أمسك القماش بالقرب من العلبة دون لمسها وراقبها وهي تتبع حركة الأسطوانة البلاستيكية
  

النتيجة

ينتج عن فرك الأسطوانة بقطعة قماش كهرباء ساكنة ، وتصبح الأسطوانة ، الذي اكتسب إلكترونات شحنة سالبة ، ومن ثم فإن العلبة ، المشحونة إيجابياً ، تنجذب إليها حيث تجذب الأضداد.

تجربة الشعر

يمكنك استخدام الكهرباء الساكنة في تجربة الشعر ، فيما يلي نتعرف عليها:

المواد المستخدمة

• 
  بالون منفوخ
  
• 
  قطعة من القماش
  

الخطوات

• 
  افركي سطح البالون بقطعة قماش لمدة 40 ثانية
  
• 
  أمسك البالون مسافة قصيرة فوق رأسك وراقب شعرك يلتصق به
  

النتيجة

يكتسب البالون إلكترونات من القماش ويصبح سالب الشحنة ، لذلك يجذب شعرك ، وهو مشحون إيجابياً.

تجربة فصل الملح والفلفل

إذا كنت تريد فصل الملح والفلفل يمكنك القيام بتجربة الكهرباء الساكنة لفصل هذه التوابل:

المواد المستخدمة

• 
  ملعقة بلاستيكية
  
• 
  ملح
  
• 
  فلفل
  
• 
  قطعة من القماش
  

الخطوات

• 
  اخلطي ملعقة صغيرة من الملح والفلفل جيدًا
  
• 
  افركي الملعقة بقطعة القماش لمدة 40 ثانية
  
• 
  ضع الملعقة فوق الخليط ، سوف يقفز الفلفل لأعلى ويلتصق بالملعقة.
  

النتيجة

كل من حبيبات الملح والفلفل مشحونة بشكل إيجابي ، تجذب الملعقة ، التي اكتسبت إلكترونات من القماش ، شحنات موجبة في الخليط ، ولكن الفلفل ، وهو أخف ، سوف يقفز بسهولة أكبر ويلتصق بالملعقة.

تجربة انحناء الماء

يمكنك انحناء الماء من خلال مراقبة قوة المد والجزر التي يمارسها القمر ، ويمكنك الآن فعل الشيء نفسه مع الكهرباء الساكنة

المواد المستخدمة

• 
  قطعة بلاستيكية أسطوانية الشكل
  
• 
  قطعة من القماش
  
• 
  المياه الجارية
  
• 
  مشط
  

الخطوات

• 
  افرك سطح الأسطوانة بقطعة قماش لمدة 40 ثانية
  
• 
  قم بتشغيل الصنبور بحيث يكون هناك تيار مستمر من الماء
  
• 
  ضع المشط بالقرب من الماء وراقبها وهي تنحني
  

النتيجة:

عندما تقترب الأسطوانة السالبة الشحنة من الماء ، فإنه يصد الإلكترونات في الماء ، وهذا يعطي الماء الأقرب إلى الأسطوانة شحنة موجبة ، ويؤكد التجاذب بين هذه الشحنة الموجبة والمشط سالب الشحنة وجود قوة على الماء ، هذا يسمح لك بانحناء الماء.

تجربة اللوحات

يمكنك استخدام الكهرباء الساكنة في تجربة اللوحات ، فيما يلي نتعرف عليها:

المواد المستخدمة

• 
  قطعة من القماش
  
• 
  2 لوح من الستايروفوم
  

الخطوات

• 
  افركي قاعدة الطبق بقطعة قماش
  
• 
  ضع الطبق على سطح مستو
  
• 
  حاول وضع اللوحة الأخرى (القاعدة لأسفل) على اللوحة الأخرى وراقبها وهي تتنافر.
  

النتيجة

تعمل هذه الحيلة بسبب الكهرباء الساكنة ، والتي تحدث عندما تفرك الأشياء معًا ، تكتسب اللوحة إلكترونات من القماش وتصبح سالبة الشحنة ، وتصد هذه الإلكترونات الإلكترونات الموجودة في اللوحة الأخرى.[3]

تجربة الشحنة الكهربائية للاطفال

توجد العديد من تجارب الشحنة الكهربائية التي يمكن تجربتها مع طفلك ، فيما يلي نتعرف على تجربة البالون:

تجربة البالون

عندما تقوم بفرك بالون بقطعة قماش من الصوف ، يلتقط البالون الإلكترونات من الصوف ، تاركًا البالون بشحنة سالبة والصوف بشحنة موجبة ، إذا تم فرك كلا البالونين بالصوف ، فسوف يكون لكل منهما نفس الشحنة (سالبة) وبالتالي سوف يتنافران ، عندما ترش الماء بالقرب من البالونات ، فإن قطرات الماء تحمل الشحنات بعيدًا عن البالونات ، وتتركها بدون شحن ، عندما تصبح البالونات محايدة ، سوف تتراجع معًا ، وهذه من

العوامل المؤثرة على الاحتكاك

.

هناك طريقة أخرى لتحييد الشحنات على البالونات وهي لمسها بيد رطبة ، قد يؤدي إجراء تجارب الكهرباء الساكنة في الطقس الرطب في بعض الأحيان إلى نتائج مربكة ، حيث تعمل الرطوبة في الهواء تمامًا مثل رذاذ الماء في هذا العرض ، وتحمل الشحنات بعيدًا عن الأشياء ، وهذا يجعل من الصعب تكوين رسوم في تجاربك.

المواد المستخدمة

• 
  2 بالون متماثلة الشكل
  
• 
  خيوط (حوالي 40 سم لكل منهما)
  
• 
  قماش من الصوف
  
• 
  زجاجة رذاذ مملوءة بالماء
  

الخطوات

• قم بنفخ  البالونات إلى نفس الحجم تقريبًا واربط خيطًا لكل منهما ، امسك الخيطين معًا ، وسوف تتعلق البالونات ببعضها البعض.
• الآن دع الطفل يمسك بالخيوط أثناء فرك البالونات بقطعة قماش من الصوف.
• دع البالونات تتدلى مرة أخرى ، لن تلمس البالونات ، قم برش رذاذ من الماء على البالونات (سوف تتراجع مقابل بعضها البعض).[4]