مهندسی برق

مطالب اين وبلاگ عمدتا برگرفته از سايت ها و وبلاگ هاي ديگر و موضوعاتي است كه به نحوي با آن ها برخورد كرده ام. اميدوارم كه براي شما هم مفيد باشد.

۱۴۳) الكتريسيته ساكن چيست؟
نویسنده : حمید آشوری - ساعت ٥:٢۳ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۳/٥/۱۳
 

الكتريسيته ساكن چيست؟

شما روي يك قاليچه راه مي رويد ، زنگ در را فشار مي دهيد و زپ !!! شوكه مي شويد.

 

 يا در هواي سرد ، شما پس از ورود به داخل كلاه خود را بر مي داريد و لوبينگ !!! تمام موهاي شما سيخ شده اند . چه اتفاقي افتاده است ؟ و چرا اين اتفاق فقط در زمستان رخ مي دهد ؟

پاسخ اينست:

الكتريسيته ساكن

براي درك الكتريسيته ساكن ، بايد قدري در مورد ماهيت مواد بدانيم . به بيان ديگر مواد پيرامون ما از چه ساخته شده اند ؟

-                     « تمام مواد از اتمها تشكيل شده اند »

يك حلقه طلاي خالص را در نظر بگيريد . آنرا دو نيم نموده و يك نيمه را كنار بگذاريد . تقسيم كردن را مرتباً تكرار كنيد . بزودي شما يك قطعه بسيار كوچك خواهيد داشت كه بدون ميكروسكوپ ديده نمي شود . ممكن است كه اين تكه خيلي خيلي كوچك باشد ولي هنوز طلا است . اگر شما بتوانيد به تقسيم كردن ادامه دهيد ، سرانجام به كوچكترين ذره طلا دست خواهيد سافت كه اتم ناميده مي شود . اگر شما تقسيم كردن را ادامه دهيد ، اجزاء به دست آمده طلا نخواهد بود .

تمام چيزها در اطراف ما از اتم تشكيل شده است . تاكنون دانشمندان 115 نوع اتم كشف كرده اند . هر چيزي را كه مي بينيد ، از تركيبات متنوع اين اتمها تشكيل شده است .ـ « اجزاء اتم »   

پس اتمها از چه چيزهايي تشكيل شده اند ؟ در وسط هر اتم يك « هسته » وجود دارد . هسته اتم داراي دو جزء بسيار ريز به نام هاي « پروتون » و « نوترون » مي باشد . ذرات بسيار ريز دوران كننده بدور هسته « الكترون » ناميده مي شود .

115نوع اتم با يكديگر متفاوتند چون تعداد الكترون ها ، پروتون ها و نوترون هاي آنها متفاوتند .

خوب است مدل اتم را بصورت منظومه شمسي تصور كنيم . هسته در مركز اتم قرار دارد ، همانند خورشيد در قلب منظومه شمسي . الكترونها به دور هسته مي چرخند مثل سيارات دوار به دور خورشيد . مانند منظومه شمسي ، هسته بزرگتر از الكترونهاست . اتم تقريباً فضاي خاليست و الكترونها بسيار دور از هسته مي باشند . عليرغم صحت كامل اين مدل ، ما مي توانيم از آن براي درك الكتريسيته ساكن استفاده نمائيم .

( توجه : مدل دقيق نشان مي دهد كه الكترونها داراي حركت 3 بعدي به اشكال گوناگون مي باشند كه اربيتال ناميده مي شود ، كه ممكنست در مباحث بعدي به آن اشاره شود . )

ـ « بارهاي الكتريكي »

پروتونها ، نوترونها و الكترونها با يكديگر متفاوتند ، آنها هر يك خصوصيات منحصر به فرد خود را دارند . يكي از اين خصوصيات بار الكتريكي است . پروتونها بار (+) دارند . الكترونها داراي بار منفي مي باشند (ـ) . نوترونها هم كه فاقد بار مي باشند ، خنثي ناميده مي شوند . ميزان بار يك پروتونها برابر ميزان بار الكترونست ، زماني كه تعداد پروتونهاي يك اتم با تعداد نوترونهاي آن برابر باشد ، اتم فاقد بار بوده و خنثي ناميده مي شود .

ـ « الكترونها مي توانند حركت كنند »

در داخل هسته پروتونها و نوترونها محكم به هم چسبيده اند . در نتيجه هسته نمي تواند تغيير كند . ولي بعضي از الكترونهاي خارجي ضعيف نگه داشته مي شوند . آنها مي توانند از يك اتم به اتم ديگر بروند . اتمي كه الكترونهاي خود را از دست داده است بار مثبت ( پروتون ) بيشتري (نسبت به الكترون ) دارد . اين اتم بار مثبت دارد . اتمي كه الكترون كسب مي كند بار منفي بيشتري نسبت به اجزاء مثبت به دست مي آورد . اين اتم بار منفي دارد . اتم باردار « يون » ناميده مي شود .

بعضي مواد الكترونهاي خود را محكم نگه مي دارند . الكترونها نمي توانند به راحتي از ميان آنها عبور نمايند . اين قسم مواد عايق ناميده مي شوند . پلاستيك ، پارچه و هواي خشك عايقهاي خوبي هستند . ساير مواد داراي چند الكترون نه چندان محكم هستند كه به راحتي بين آنها جابجا مي شوند . اين گونه مواد رسانا ناميده مي شوند . اكثر فلزات رساناهاي خوبي هستند .

چگونه ما مي توانيم الكترونها را از جايي به جاي ديگر منتقل نمائيم ؟ يك راه بسيار معمول مالش دو جسم به يكديگر است . اگر آنها از دو جنس متفاوت باشند و هر دو عايق باشند ممكنست الكترونها از يكي به ديگري منتقل گردد . مالش بيشتر ، حركت بيشتر الكترونها و در نتيجه ايجاد بار بيشتر . ( دانشمندان معتقدند كه مالش يا اصطكاك سبب حركت الكترونها نمي شود ، بلكه تماس بين دو ماده سبب ايجاد اين حالت مي گردد . مالش تنها سبب افزايش سطح تماس مي شود )

      الكتريسيته ساكن نتيجه عدم توازن بين بارهاي مثبت و منفي است .

ـ « تأثير متقابل »

بارهاي مثبت و منفي به صورت جالبي روي يكديگر اثر مي گذارند . آيا تاكنون نام « تأثير متقابل » به گوشتان خورده است ؟

خب ، اين واقعيت دارد . دو جسم با بارهاي متفاوت يا متضاد ( مثبت و منفي ) يكديگر را جذب مي كنند ، يا به سمت هم كشيده مي شوند ، اجسام با بارهاي مشابه ( هر دو مثبت يا هر دو منفي ) يكديگر را دفع مي نمايند .

جذب بارهاي متضاد

 
 
دفع بارهاي مشابه

جسم باردار ، اجسام خنثي را نيز جذب مي نمايد . فكر كنيد كه چگونه مي توان يك بادكنك را به ديوار بچسبانيد . اگر شما بادكنك را با مالش آن بر روي موهايتان باردار كنيد ، الكترون اضافي را جذب نموده و داراي بار منفي مي شود ، نگه داشتن آن نزديك يك شيء خنثي باعث تحريك بارهاي موجود در آن جسم مي شود . اگر جسم رسانا باشد ، بسياري از الكترونها به سادگي به سمت ديگر مي روند ، و تا حد امكان از بادكنك دور مي شوند . اگر جسم عايق باشد ، الكترونهاي موجود در اتم و مولكول فقط مي توانند به صورت جزئي به سمت ديگر حركت كنند و از بادكنك دور شوند . در هر صورت بارهاي مثبت بيشتري كنار بادكنك منفي وجود دارد . تأثير متقابل . بادكنك مي چسبد . ( حداقل تا زمانيكه الكترونهاي موجود روي بادكنك جدا شوند .) اين فرايند براي اجسام خنثي يا باردار مثبت همانندست .

  

 پس ارتباط همه اين موارد با شوك چيست ؟ يا موهاي پر از الكتريسيته ؟ وقتيكه شما كلاه پشمي تان را بر مي داريد موهاي شما را در خلاف جهت مالش مي دهد . الكترونها از موهاي شما به سمت كلاه مي رود . حالا هر يك از تارهاي موي شما داراي بار مثبت مي باشد . بخاطر داشته باشيد ، اجسام با بارهاي مشابه يكديگر را دفع مي نمايند . بنابراين موها سعي مي كنند تا حر ممكن از يكديگر دور شوند . پس تا حد امكان راست شده و از هم دور مي شوند . چه روز بدي براي موها !

 

 اگر شما روي يك قالي راه برويد ، الكترونها از قاليچه به شما منتقل مي شود . حالا شما الكترون اضافي داريد . زنگ در را لمس كنيد و زپ !!! زنگ در رساناست . الكترونها از شما به زنگ در منتقل مي شوند . شما شوكه مي شويد . ما معمولاً به الكتريسيته ساكن در زمستان توجه مي كنيم وقتيكه هوا بسيار خشك است . در تابستان ، هوا مرطوبتر است . آب موجود در هوا از حركت سريع الكترونها جلوگيري مي كند . بنابراين شما نمي توانيد بار زيادي ايجاد كنيد .

 

ـ « فعاليت گروهي »

فعاليت 1        خميدگيري آب

وسايل مورد نياز :      يك قطعه پلاستيك محكم يا شانه پلاستيكي ، يا يك بادكنك

                                سينك ظرفشويي و شير آب

 

مراحل كار :

1- شير آب را باز كنيد تا آب به قطر         اينچ ار آن خارج شود .

2- شانه را با ماليدن آن روي موهاي خشك بلند يا بلوز پشمي باردار نماييد.

3- شانه را به آرامي نزديك آب ببريد و «خميدگي » آب را مشاهده كنيد .

4- اين فعاليت را مي توان با بادكنك نيز انجام داد .

                                                                                     

                                  گرد آورننده : آناهيتا دلخوش

                                  ترجمه از : افسانه دلخوش