كيف يمكن توليد شحنة كهربائية
الشحنات الكهربائية واحدةٌ من خواص المادة الفيزيائية حيث إنّ الأجسام أو المواد تنتج نوعيّن من الشحنات هما: الشحنات السالبة، والشحنات الموجبة وذلك يعتمد على عدد الإلكترونات في المدار الأخير للذرة، أمّا الأجسام أو الجسيمات الدقيقة الموجودة في نواة الذرة فهي التي تُعطي للمادة أو الجزيء شحنته الخاصة؛ فالإلكترونات تحمل شحناتٍ سالبةٍ، والبروتونات تحمل الشحنات الموجبة، والنيترونات معتدلة الشحنة أيّ أنها تحمل العدد نفسه من الشحنات الموجبة والسالبة في آنٍ واحدٍ. وقد لاحظ الإنسان منذ عهد قدماء اليونان تولد الكهرباء من بعض الأجسام، وبذلك نتجت فكرة توليد الشحنات الكهربائية والبحث عن طرق توليدها، وكيفية الاستفادة من شحنة كهربائية متولدة.
طرق توليد شحنة كهربائية
يُمكن توليد أي شحنة كهربائية عن طريق واحدةٍ من الطرق الثلاث التالية:
- طريقة الدلك: يُمكن الحصول على الشحنات الكهربائية المستقرة أو الساكنة عن طريق دلك جسم بجسمٍ آخر من خلال تطبيق التجربة التالية:
- إحضار قطعةٍ من الصوف الطبيعي، وقضيبٍ من البلاستيك أو الأبونايت، وقضيب من الزجاج، وقطعة من الحرير.
- تدليك قضيب الأبونايت أو البلاستيك بقطعة الصوف التي تحمل الشحنة السالبة تدليكًا قويًّا، وفي نفس الوقت تدليك القضيب الزجاجي بقطعة الحرير التي تحمل الشحنة الموجبة.
- تبدأ الشحنات السالبة بالانتقال من قطعة الصوف إلى قضيب الأبونايت.
- تبدأ الشحنات الموجبة بالانتقال من قطعة الحرير إلى قضيب الزجاج.
- طريقة اللمس: أو التماس أي انتقال الشحنات الساكنة الكهربائية من جسمٍ إلى آخر عن طريق ملامسة الجسميّن لبعضهما البعض، والشحنة المنقولة تكون نفس شحنة الجسم المنقولة منه.
- طريقة الحث: عن طريق تطبيق التجربة التالية: تحضير أدوات التجربة وهي: جسم تم شحنه مُسبقًا بالشحنة الموجبة أو السالبة، سلك توصيل، وكرة موصلة للشحنات ومعزولةٍ.
- قربْ الجسم المشحون مسبقًا (لتكن شحنتها موجبةً) من الكرة غير المشحونة والمعزولة دون أنْ يتلامسا؛ فتبدأ الشحنات السالبة على الكرة بالتجمع على الطرف القريب من الجسم المشحون أي تجاذب الشحنات المتعاكسة، وابتعاد الشحنات الموجبة إلى الطرف الآخر أي تنافر الشحنات المتشابهة.
- قمْ بتوصيل السلك المعدني مع الكرة مع الأرض مع بقاء الجسم المشحون في مكانه، فستبدأ الشحنات الموجبة الموجودة على الكرة بالانتقال إلى الأرض، أمّا الشحنة السالبة فتبقى على الكرة بسبب التجاذب بينها وبين الشحنة الموجبة الموجودة على سطح الجسم المشحون.
- أزلْ السلك المعدني ثم ابعدْ الجسم المشحون عن الكرة. ستلاحظ أنّ الكرة أصبحت تحمل الشحنة السالبة فقط. يتم استخدام هذه الطريقة في حال الحاجة إلى شحن جسم بشحنةٍ كهربائيةٍ معاكسةٍ لشحنة الجسم المشحون مسبقًا.
خصائص الشحنة الكهربائية
- الشحنات المتشابهة تتجاذب والمختلفة تتنافر.
- الشحنات تستقر على السطح الخارجي للجسم.
- الكهرباء أهم نواتج تكوُّن الشحنات وانتقالها من مكانٍ إلى آخر.
