تعتبر الطاقة الكهربائية الساكنة من الظواهر التي يقوم جسم الإنسان بتخزينها، حيث تتوزع الشحنات السالبة بشكل متساوٍ مع الشحنات الموجبة.
سنتناول في هذا المقال تعريف الطاقة الكهربائية الساكنة، تاريخ اكتشافها، تطبيقاتها العملية، بالإضافة إلى كيفية علاج الكهرباء الزائدة في الجسم.
الطاقة الكهربائية الساكنة في جسم الإنسان
قد يُصاب بعض الأشخاص بشعور مفاجئ بلسعة كهربائية في أجسادهم، وهو ما يُعرف بوجود طاقة كهربائية زائدة. قد يواجه الشخص ذلك عند ملامسته لشخص آخر أو شيئ معين، ومن المهم فهم السبب وراء هذا الشعور من أجل التخلص منه.
تعريف الطاقة الكهربائية الساكنة
تشير الطاقة الكهربائية الساكنة إلى نوع من الطاقة الكهربائية الناتجة عن تراكم الشحنات الكهربائية على سطح مادة معينة. وتحدث الكهرباء الساكنة نتيجة احتكاك مادتين، الأمر الذي يؤدي إلى عدم توازن توزيع الشحنات في كلتا المادتين. فكل مادة تحتوي على عدد متساوٍ من البروتونات الموجبة والإلكترونات السالبة.
عند احتكاك تلك المواد، تنتقل الإلكترونات من مادة إلى أخرى، مما يؤدي إلى اكتساب إحدى المواد لشحنة موجبة بينما تكتسب الأخرى شحنة سالبة.
تاريخ اكتشاف الكهرباء الساكنة
يرجع تاريخ اكتشاف الكهرباء الساكنة إلى القرن الـ16 قبل الميلاد، حيث لاحظ العلماء أن العنبر يمكن شحنه بالدلك. وفي عام 1660، قام العالم “أوتو فون غيريكه” بإنشاء أداة باستخدام كرات الكبريت لإنتاج الطاقة الكهربائية الساكنة، فيما قام العالم “فرانسيس هاكسبي” بتطويرها لاحقاً.
خلال القرن الـ18، تم إجراء تجربتين لتخزين الطاقة الكهربائية الساكنة. الأولى كانت في هولندا على يد “بيتر فان موشنبروك” بجامعة لايدن، بينما الثانية أجراها المخترع “جورج فون كلاسيت” في ألمانيا، والمعروفة باسم “زجاجة لايدن” نسبة إلى الجامعة.
تتكون تجربة زجاجة لايدن من وعاء زجاجي جزئي ممتلئ بالماء، مغطى بسدادة، ويتم تسخين السدادة باستخدام سلك موصل للوصول إلى الماء. عندما يتعرض السلك للفرك، يتم شحن الطاقة الكهربائية، مما يجعل الإناء مشحونًا. وعند لمس السلك بعد تفريغ الشحنات، يشعر الجسم بصدمة كهربائية.
تطبيقات عملية على الكهرباء الساكنة
من أبرز تطبيقات الطاقة الكهربائية الساكنة هو تجربة شحن البالون المطاطي من خلال فركه بقطعة قماش صوفية، مما يؤدي إلى انتقال الإلكترونات من القماش إلى البالون، مما يشحن البالون بشحنة سالبة.
بعد ذلك، يمكن تثبيت البالون على أحد الجدران حيث يجذب الجسيمات الموجبة الموجودة في الجدار. ومن التطبيقات العملية الأخرى للطاقة الكهربائية الساكنة:
آلات الطباعة بالليزر وآلات النسخ
تستخدم الشحنة الكهربائية لجذب الحبر إلى الورق.
رش المحاصيل بالمبيد الحشري
تساعد الطاقة الكهربائية الساكنة على امتصاص ورق النبات للقطرات الخاصة بالمبيدات، مما نحن بفعالية توزيعها.
طلاء المركبات
يمكن استغلال الطاقة الكهربائية الساكنة في طلاء هياكل المركبات أو السيارات للحفاظ على وصول الطلاء إلى الهياكل وتجنب انتقاله إلى الأسطح الأخرى.
تنقية الهواء
يمكن استخدام الكهرباء الساكنة في جذب الأتربة والملوثات الصادرة من مداخن المصانع، مما يساعد على مكافحة تلوث الهواء.
الشعور بالطاقة الكهربائية الساكنة
يعبر الإنسان عن الطاقة الكهربائية الساكنة كظاهرة طبيعية؛ فقد يشعر الفرد بصدمة كهربائية خفيفة عندما يمشي على سجادة معينة ثم يلامس مقبض الباب. قد يشعر بنفس الشيء عند إغلاق باب سيارته في فصل الشتاء. كذلك، قد يُلاحظ على فرو القطط انعدام الاستقرار عند لمسها عدة مرات.
تؤدي الطاقة الكهربائية الساكنة دورًا أساسيًا في تفعيل ظاهرة البرق أثناء العواصف الرعدية. تشير الأبحاث في مجال الذرة إلى أن الكهرباء الساكنة تساهم في تحقيق التوازن بين الجسيمات عبر قوى الجذب والتنافر الناتجة عنها.
استجابات الجسم العصبية مثل التذوق، الشم، واللمس تعود في الأساس إلى الكهرباء الساكنة الموجودة في الجسم.
مخاطر الكهرباء الساكنة
على الرغم من الفوائد العديدة للكهرباء الساكنة، إلا أنها تحمل مخاطر أيضًا، منها:
- ظهور شرارات كهربائية في بيئات تحتوي على مواد سريعة الاشتعال، مما قد يؤدي إلى حرائق أو انفجارات.
- يمكن أن تتسبب ملامسة بعض الأجسام في صدمات كهربائية شديدة قد تخزن شحنات سابقة.
- تتسبب هذه الشحنات في أضرار بالغة مثل توقف القلب أو حتى الوفاة في الحالات القصوى.
- استنتاج شحنات كهربائية هائلة في وقود الطائرات بسبب الاحتكاك قبل وصوله للمحرك، مما قد يُولد شرارات تؤدي إلى حرائق.
- تعرض الأجهزة الحساسة لأضرار بالغة عند ملامستها إذا كان الجسم مشحونًا بالكهرباء الساكنة.
دراسة حديثة حول الكهرباء الساكنة
في عام 2011، اكتشف العلماء أن الكهرباء الساكنة ليست مجرد ظاهرة فيزيائية بحتة، بل يمكن أن تكون ناتجة عن حركة الأيونات المختلفة، مما أدى إلى إعادة التفكير في مفهوم الكهرباء الساكنة. لأول مرة، تم التركيز على انتقال أجزاء بسيطة من المادة، مما ساهم في تعديل الأفكار التقليدية حول الظاهرة.
علاج زيادة الطاقة الكهربائية الساكنة في الجسم
كل إنسان يحمل مستوى معينًا من الكهرباء الساكنة، إلا أن تفاقمها يعتبر خطرًا. للتخلص من الكهرباء الزائدة، ينصح بما يلي:
ارتداء سوار مغناطيسي يسهم في تنظيم الشحنات الكهربائية بالجسم.
يمكن زرع قطعة معدنية في الأسنان لامتصاص الشحنات الزائدة.
من المفيد ممارسة تمارين رياضية وتشغيل الذراعين بشكل منتظم، خصوصًا للأشخاص الذين يستخدمون الأجهزة الإلكترونية بشكل متكرر، للتخلص من الشحنات الزائدة.
