هل الكهرباء الساكنة البرق: رؤى مفصلة

تعرض الطبيعة الكهرباء الساكنة بطريقة هائلة من خلال البرق. في هذا المقال ، نتأمل ، "هل البرق كهرباء ثابتة؟"

البرق هو مثال ممتاز للكهرباء الساكنة ، أي أن الشحنات ثابتة. إن التفريغ الساكن بين سحبتين أو بين السحابة والأرض المشحونة عكسيا هو ما يحدث أثناء البرق. تتراكم الشحنات الساكنة عند حدوث اضطراب في سحب العواصف ، مما يؤدي إلى حدوث شرارة كهربائية ضخمة.

يتم وصف الجانب الكهروستاتيكي من البرق بالتفصيل أدناه.

اقرأ المزيد حول ما الذي يسبب الكهرباء الساكنة: في الجسم ، المنزل ، الهواء ، الملابس ، الشتاء 

هل البرق تيار كهربائي؟

تشير الكهرباء الحالية إلى وجود تدفق ثابت للشحنة (الإلكترونات) عبر موصل بدلاً من كهرباء ساكنة حيث تكون الرسوم ثابتة.

البرق مثال على كهرباء ساكنة وليس الكهرباء الحالية. في الكهرباء الساكنة ، هناك تراكم للشحنات المعاكسة ويحدث التفريغ عبر العازل (مثل الهواء والزجاج ، إلخ) بسبب التجاذب القوي بينهما. في المقابل ، لا يحدث تدفق التيار الكهربائي أو تدفق الإلكترون في الكهرباء الحالية إلا من خلال المادة الموصلة. أي نوع من فجوات العازل يقيد تدفق الجسيمات المشحونة. 

يحدث تفريغ البرق بين سحبتين مشحنتين بشكل معاكس أو بين سحابة وأرض. من الواضح أن الهواء يعمل كعازل بينهما أثناء التفريغ. هذا يؤكد أن البرق ليس مثالاً على الكهرباء الحالية.

اقرأ المزيد عن هل الكهرباء الساكنة قوة اتصال: كيف ولماذا

كيف البرق الكهرباء الساكنة؟

عندما تتشكل سحابة رعدية ، مع بلورات الجليد وقطرات الماء ، فإن الاصطدام بين هذه الجسيمات يؤدي إلى تراكم الشحنات. يؤدي تراكم الشحنة إلى تراكم الشحنات الموجبة الأخف في الجزء العلوي من السحب وتبقى الشحنات السالبة الثقيلة في الجزء السفلي من السحب. 

عندما يصبح تراكم الشحن قويًا بدرجة كافية ، فإن المجال الكهربائي بسبب هذه الشحنات يؤين الهواء ويطلق التفريغ. قد يكون التفريغ الساكن بين غيوم مشحونة بشكل معاكس أو من السحابة إلى الأرض. نظرًا لأن الهواء (على الرغم من كونه عازلًا) يتأين ، فقد يصطدم التفريغ بأي شيء أقرب مثل الأشجار أو المباني الشاهقة أو البشر أو الحيوانات ، إلخ. كهرباء ساكنة.

اقرأ المزيد عن هل القوة الكهروستاتيكية محافظة: رؤى شاملة

لماذا البرق الكهرباء الساكنة؟

عندما يكون هناك تراكم لرسوم معاكسة مفصولة بعازل ، يطلق عليه كهرباء ساكنة. يمكن أن تكون فجوة العازل الهواء والزجاج البلاستيك، إلخ. عندما تصبح الشحنات المعاكسة قوية بدرجة كافية ، يحدث التفريغ من خلال فجوة العازل. قد يؤدي تفريغ الشحنات عبر فجوة هوائية إلى حدوث صدمة مرئية.

أثناء البرق ، هناك تراكم هائل للشحنات في السحب يتأين الهواء القريب منها. ينتج عن التفريغ الناتج عن تراكم الشحنة القوي هذا شرارة كهربائية عالية الجهد والتي تعتبر خطيرة للغاية إذا ضربت الكائنات الحية. في كثير من الأحيان يحدث التفريغ داخل أو بين السحب المشحونة عكسيا. لكن في بعض الأحيان تصبح الأرض مشحونة إيجابياً وتؤدي الشحنة السالبة للسحب إلى تصريفها عبر الهواء. 

لا يوجد تدفق ثابت للشحن في أي مكان أثناء البرق ولكن يتم تفريغه فقط من خلال عازل ، وبالتالي فإن البرق عبارة عن كهرباء ثابتة.

هل الكهرباء الساكنة تسبب البرق؟

عندما تتراكم سحابة عاصفة بشحنات ، أي كهرباء ساكنةالبرق يحدث. أثناء الرعد أو العواصف الممطرة ، تتجمد قطرات الماء أو بخار الماء في بعض السحب لتكوين بلورات ثلجية. عندما تصطدم بلورات الجليد هذه ببعضها البعض ، يحدث تراكم ثابت للشحنات بسبب الاحتكاك. وهي بنفس الطريقة التي تتراكم بها الشحنات في البالون عند فركها بالشعر أو الملابس.

يحدث تراكم الشحنة هذه بطريقة تتحرك فيها الشحنات الموجبة إلى أعلى منطقة من السحب لأنها خفيفة وتتحرك الشحنات السالبة إلى الجزء السفلي من السحب لتكون ثقيلة. عندما يصبح فصل الشحنة قوياً بدرجة كافية بحيث يصبح فرق الجهد الكهربائي بينهما قوياً للغاية ، سيكون هناك تفريغ ثابت.

يتأين الهواء المحيط بالسحب على الرغم من كونه عازلًا. المنطقة السالبة الشحنة في السحابة تقارب أي شيء إيجابي. إذا كانت الأرض موجبة ، يحدث التفريغ بين السحابة والأرض. يحدث ذلك أحيانًا بين سحبتين ، أو بين سحابة وأي شيء على الأرض.

شرارة أثناء البرق
اعتمادات الصورة: Pixabay

كهرباء ساكنة لديه القدرة على توليد الشرر الذي في مواقف معينة ، يجب توخي الحذر الشديد لتجنب الانفجارات. يمكن أن تولد الشرارة الصغيرة حرائق عندما تتلامس مع مواد قابلة للاشتعال. على سبيل المثال ، تعتبر ناقلات التزود بالوقود أو الطائرات من المواقف الخطيرة للغاية. يمكن أن يولد الوقود الذي يمر عبر خرطوم السيارة شرارة قد تشتعل الوقود وتتسبب في حدوث انفجارات. لمنع ذلك ، يتم تأريض خراطيم السيارة.

اقرأ المزيد حول كيفية عمل الكهرباء الساكنة: رؤى تفصيلية

انتقل إلى الأعلى