تعلم كيفية الحصول على الكهرباء الساكنة هو تجربة علمية رائعة. هناك عدة طرق مختلفة لتوليد الكهرباء الساكنة، بما في ذلك صنع أجهزة قياس الطيف أو توليد الشحنات باستخدام الكراسي البلاستيكية والسجاد.
خطوات
اصنع مطياف
1 اربط قطعة من الحبوب المنفوخة الخالية من السكر بنهاية الخيط. يمكنك في الواقع اختبار كيفية إنشاء أشياء معينة لشحنات كهربائية (ثابتة) عن طريق صنع مقياس طيف. X Research Source قم بربط قطعة منفوشة من الحبوب الخالية من السكر بخيط وربطها بشيء مثل طاولة أو حامل منديل لعمل مقياس طيف بسيط.
2 افركي مشطًا أو بالونًا منفوخًا (ليس الهليوم) بقطعة من الصوف. أمشاط البلاستيك والصوف هما من أكثر الأدوات المنزلية شيوعًا والتي لها شحنة ثابتة رائعة. يمكنك فرك الصوف بمشط أو بالون، لأنها طريقة رائعة لشحن الملابس البلاستيكية. افرك المادتين معًا لمدة 10 إلى 15 ثانية. X مصدر البحث X مصدر البحث
- قد ترغب في تحديد جزء البلاستيك الذي تقوم بفركه لأن أقوى تأين (حركة الإلكترونات في الذرات التي تسبب الكهرباء الساكنة) سيكون في هذه المرحلة. X موارد البحث
3 أحضر المشط أو البالون بالقرب من الحبوب. أحضر قطعة الحبوب بالقرب من البقعة التي فركتها بعد شحن البالون أو المشط. ستبدأ المادة في جذب الحبوب عندما تقترب منها بدرجة كافية. X موارد البحث
- يمكنك دحرجة الجسم بحيث يكون الجانب البعيد عن الوجه المشحون مواجهاً لقطعة الحبوب لأن بعض المواد عبارة عن عوازل. X موارد البحث
- يمكنك إجراء نفس هذا الاختبار باستخدام تيار بطيء ومستمر من الماء كما هو الحال من الصنبور. سيؤدي تثبيت البقعة المشحونة من البالون بالقرب من التيار إلى سحب الماء قليلاً نحو البالون. X موارد البحث
4 جرب هذه التجربة مع مواد أخرى. تعتبر العديد من الأشياء الأخرى الشائعة حول المنزل رائعة لإنشاء ساكنة. يفقد شعر الإنسان الجاف، والجلد البشري الجاف، والجلد، والفراء، والزجاج، والنايلون، والصوف، والألمنيوم الإلكترونات بسهولة. X Research Source بالإضافة إلى ذلك، فإن التفلون، والسيليكون، والفينيل، والبولي يوريثين، والستايرين (الستايروفوم)، والبوليستر، والذهب، والنحاس، والفضة، والنحاس، والمطاط الصلب، تجمع الإلكترونات الحرة بسهولة. X مصدر بحث قم بتجربة فرك الأشياء من المجموعة الأولى بأشياء من المجموعة الثانية، ثم اختبار الذي يعطي الشحنة الأكثر ثباتًا.
- على سبيل المثال، يعرف معظم الناس أن فرك بالون على شعرك سيخلق شحنات ثابتة. لاحظ أن شعر الإنسان الجاف يأتي في المجموعة الأولى، والمطاط، وهو المكون الرئيسي في بالونات اللاتكس، ينتمي إلى الفئة الثانية.
إنشاء شحنات باستخدام الكراسي البلاستيكية
1 اجلس على كرسي مكتب بلاستيكي. البولي يوريثين مادة شائعة في العديد من كراسي المكاتب، خاصة في الفصول الدراسية، كما أنه يكتسب شحنات كهربائية سالبة بسهولة تامة. X Research Source اجلس في أحد هذه الكراسي البلاستيكية.
- تعد الكراسي البلاستيكية من أكثر كائنات البولي يوريثين شيوعًا التي نتفاعل معها، ولكن يمكنك تحقيق نتائج مماثلة عن طريق الانزلاق إلى أسفل منزلق في حديقة أو تفاعلات أخرى مماثلة.
2 تجنب ملامسة المكونات المعدنية. سيمنحك الاتصال بمكونات مثل الأرجل المعدنية للكرسي اتصالًا أرضيًا، مما يعني أن الشحنة ستتسرب منك وأنت تحاول بنائها. سيساعدك تجنب ملامسة المكونات الأرضية على الاحتفاظ بالشحن.
3 حرك الكرسي بخفة ذهابًا وإيابًا لمدة 30 ثانية تقريبًا. سيؤدي الاحتكاك بين الأشياء، الذي ينقل الإلكترونات، إلى تسريع العملية، لذا ابدأ بالتحرك على الكرسي. تحرك من جانب إلى آخر أيضًا، مع إبقاء ظهرك على الكرسي للحصول على أفضل النتائج.
4 قف بحذر دون لمس أي معادن. ستجد أن لديك شحنة كهربائية متراكمة بعد التحرك لبضع ثوان. ستكون العلامة الجيدة إذا شعرت بسحب ثابت وأنت تبتعد عن الكرسي وتسمع نقرة وأنت تقف.
5 خطوة للأمام والمس الهدف الخاص بك. الآن بعد أن أصبحت مشحونًا بشكل إيجابي، فأنت على استعداد لتصعيد شيء ما وذهولك. يمكنك لمس أي مادة موصلة، مثل مقبض الباب المعدني، إذا كنت تستهدف نفسك. X موارد البحث
تكوين الرسوم باستخدام السجاد
1 ابحث عن بساط أو خرقة. البولي يوريثين والبوليستر من المواد الشائعة في الخرق والسجاد. X مصدر بحثي هذا ما يجعل السجاد الذي يحتوي على هذه المواد رائعًا للحصول على شحنات كهربائية سالبة. X موارد البحث
2 افركيها على قدميك وأنت ترتدي جورب. الأمر نفسه ينطبق هنا كما هو الحال في الطرق الأخرى، حيث يساعد الاحتكاك بين المواد على تكوين شحنة كهربائية. استمر في الفرك لمدة ثلاثين ثانية.
- الجوارب المصنوعة من خامات تكتسب بسهولة شحنة موجبة تعطي نتائج أفضل. جرب ارتداء الجوارب الصوفية. X موارد البحث
- تعمل هذه التجارب بشكل أفضل خلال أشهر الشتاء الجافة لأنه، كما هو الحال في معظم التجارب الكهروستاتيكية، تقلل الرطوبة من الكهرباء الساكنة.
3 تقدم للأمام والمس ضحيتك. كلما اقتربت من ذلك، كان ذلك أفضل لأنك ستفقد الشحن إذا كان عليك المشي كثيرًا. يجب أيضًا تجنب لمس أي معادن، وإلا فسوف ينتهي بك الأمر بصعق نفسك بالكهرباء بدلاً من ذلك.
افهم الكيمياء وراء الشحنات الاستاتيكية
1 يفهم الذرات على أنها الوحدات الأساسية للعناصر. كل ما نتعامل معه في الحياة اليومية يتكون من ذرات، فهي أبسط وحدات من جميع عناصر الجدول الدوري، مما يعني أن تقسيم أي عنصر نقي مثل الذهب أو الأكسجين إلى قطع أصغر لن يتركه بنفس العنصر المقابل. . X موارد البحث
2 اكتشف مما تتكون الذرات. تتكون جميع الذرات من الهيدروجين إلى اليورانيوم من جسيمات ذرية تسمى الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات. عدد كل الجسيمات داخل الذرة هو ما يصنع الفرق بين العناصر. X موارد البحث
3 يعرف الشحنة الكهربائية للجسيمات الذرية. أحد الأشياء التي تحدد نوعها هو الشحنة الكهربائية لكل جسيم ذري. تحمل الإلكترونات شحنة كهربائية سالبة، بينما تحمل البروتونات شحنة موجبة والنيوترونات متعادلة. X موارد البحث
- شحنة الجزيء متوازنة، مما يعني أن الذرة التي تحتوي على نفس عدد البروتونات والإلكترونات لها شحنة كلية محايدة تنتج عن إلغاء بعضها البعض. X موارد البحث
4 يفهم بنية الذرة. الشيء الآخر الذي يميز الجسيمات الذرية هو موقعها في الذرة. ترتبط النيوترونات والبروتونات ببعضها البعض بقوة في مركز الذرة المسماة بالنواة، لكن الإلكترونات تصطف في حلقات تدور فيها بسرعات عالية حول النواة. مصدر البحث X هذا يجعل من السهل على الذرة أن تفقد الإلكترونات في المدار الخارجي بدلاً من أن تفقد البروتونات في النواة. X موارد البحث
5 تعرف ما هو أيون. عندما تفقد الذرة إلكترونًا، فإنها تفقده دائمًا إلى ذرة أخرى، وعندما تفقده، هذا يعني أن البروتونات في النواة أصبحت أكثر من الإلكترونات المحيطة بها. ينتج عن هذا شحنة موجبة كلية في الذرة، والعكس صحيح عندما تكتسب الذرة إلكترونات من ذرة أخرى، تصبح الإلكترونات التي تدور حولها أكثر من البروتونات الموجودة في نواتها، وهذا يعني إجمالي الشحنة السالبة. تسمى الذرات المشحونة أيونات. X موارد البحث
6 فهم سبب الكهرباء الساكنة. يمكنك تصور الأيونات على أنها مثل المغناطيس. تجذب الأيونات ذات الشحنات المختلفة (والأيونات المتشابهة تتنافر) بنفس الطريقة التي تجذب بها الأقطاب المتقابلة للمغناطيس بعضها البعض (وتتنافر مثل الأقطاب). ببساطة، الكهرباء الساكنة هي التفريغ الناتج عن عدم توازن الشحنات الموجبة والسالبة في الذرة. X موارد البحث
- يمكنك أن ترى أمثلة على القوى الجذابة والمنفرة من خلال تجربة منطاد ثابت عادي. انفخ بالونًا وافركه على شعرك لمدة عشر ثوانٍ. يؤدي هذا الفرك إلى إعطاء شعرك إلكتروناته للبالون. يقف شعرك مشحونًا بشكل إيجابي لأن الذرات الموجبة في خلاياه تتنافر. يمكنك بعد ذلك أخذ البالون سالب الشحنة وتثبيته على الحائط. سوف تلتصق بالجدار المشحون محايدًا من خلال قوى جذابة حتى تنتشر إلكترونات إضافية كافية في الحائط لإبطالها. X موارد البحث
7 ـ معرفة الأشياء القادرة على نقل الإلكترونات. الآن بعد أن عرفت العملية التي تؤدي إلى اختلال التوازن الإلكتروستاتيكي وتسبب الكهرباء الساكنة، فأنت بحاجة إلى معرفة ما يمكن بسهولة تكوين مثل هذه الشحنة.
- من المرجح أن تفقد أشياء معينة الإلكترونات. شعر الإنسان الجاف هو واحد منهم. تشمل المواد الأخرى في هذه المجموعة جلد الإنسان الجاف، والجلود، والفراء، والزجاج، والنايلون، والصوف، والألمنيوم. X موارد البحث
- تشمل المواد التي تكتسب إلكترونات حرة بسهولة التفلون والسيليكون والفينيل والبولي يوريثين والستايرين (الستايروفوم) والبوليستر والذهب والنحاس والفضة والنحاس والمطاط الصلب. X موارد البحث
- هذا يعني أن إحداث احتكاك عن طريق فرك الأشياء في المجموعة الأولى بأشياء في المجموعة الثانية هي طريقة رائعة لشحنها. هذا ما يجعل ملابس البوليستر بها الكثير من الشحنات السلبية ولماذا تسبب بعض الأمشاط الكهرباء الساكنة. X موارد البحث
أفكار مفيدة
- تجعل الرطوبة من الصعب جدًا تكوين الشحنات الكهربائية. هذا هو السبب في أننا نرى المزيد من الكهرباء الساكنة خلال أشهر الشتاء الجافة حقًا.
- يمكنك استخدام المرطب لتقليل الكهرباء الساكنة في منزلك.
- كإجراء احترازي في بعض الحالات، يمكنك تفريغ الشحنات الساكنة عن طريق لمس الجزء المعدني من سيارتك عند خروجك من سيارتك قبل أن تبدأ بالملء. أمسك مفاتيحك والمسها بالمعدن بدلاً من أصابعك لتفريغ الكهرباء الساكنة دون أن تصدم نفسك.
- سيؤدي لمس مقبض الباب بمؤخرة أصابعك إلى تفريغ الشحنات الساكنة بطريقة أقل إيلامًا نظرًا لوجود عدد أقل من النهايات العصبية هنا مقارنة بأصابعك.