الطاقة الكهربائية الساكنة في جسم الإنسان تعد أحد الظواهر المثيرة للاهتمام، حيث يتمكن جسم الإنسان من تخزين الكهرباء بشكل متوازي، فالشحنات السلبية تتوازن مع الشحنات الموجبة فيه.
سنتناول في هذا المقال تعريف الطاقة الكهربائية الساكنة، تاريخ اكتشافها، بعض التطبيقات العملية المرتبطة بها، وكذلك طرق معالجة الكهرباء الزائدة في الجسم.
الطاقة الكهربائية الساكنة في جسم الإنسان
قد يشعر البعض بلسعة كهربائية غير متوقعة في جسمه، وهذه إشارة إلى وجود طاقة كهربائية زائدة. ويمكن أن يظهر هذا الشعور عند ملامسة شخص آخر أو عند التفاعل مع مواد معينة، مما يستدعي معرفة سبب هذا الشعور للتخلص منه وإدارته بشكل صحيح.
تعريف الطاقة الكهربائية الساكنة
الطاقة الكهربائية الساكنة هي نوع من أنواع الطاقة الكهربائية التي تحدث بسبب تراكم الشحنة الكهربائية على سطح مادة معينة. وتتولد الكهرباء الساكنة نتيجة احتكاك مادة بأخرى، مما يؤدي إلى عدم توازن الذرات في كلتا المادتين، حيث تمتلك كل منهما أعداداً متساوية من البروتونات الموجبة والإلكترونات السالبة.
عند احتكاك البروتونات والإلكترونات، تنتقل الإلكترونات من مادة لأخرى مما يجعل شحنة المادة التي فقدت إلكتروناتها موجبة، بينما تكتسب المادة الأخرى الشحنة السالبة.
تاريخ اكتشاف الكهرباء الساكنة
تشير بعض المراجع إلى أن الإنسان قد اكتشف الطاقة الكهربائية في القرن السادس عشر قبل الميلاد، عندما لاحظوا أن العنبر يتعرض للشحن عند فركه.
في عام 1660، ابتكر العالم أوتو فون غيريكه أداة تعتمد على الكرات الكبريتية لإنتاج الطاقة الكهربائية الساكنة، وقد طور العالم فرانسيس هاكسبي هذا الابتكار لاحقاً.
وفي القرن الثامن عشر، أجري تجربتان لتخزين الطاقة الكهربائية الساكنة، الأولى في هولندا على يد العالم بيتر فان موشنبروك في جامعة لايدن، والثانية في ألمانيا بواسطة المخترع جورج فون كلاسيت، والتي أُطلق عليها “زجاجة لايدن” نسبة إلى المكان التي أُجريت فيه التجربة.
تتكون تجربة زجاجة لايدن من وعاء زجاجي مملوء جزئيًا بالماء ومغلق بسدادة، حيث يتم فرك أحد أطراف السلك المتصل بالماء، مما يؤدي إلى شحن الطاقة الكهربائية في الوعاء. عند لمس السلك بعد تفريغ الشحنات، يشعر الجسم بصدمة كهربائية نتيجة للطاقة المخزنة.
تطبيقات عملية على الكهرباء الساكنة
تتعدد تطبيقات الطاقة الكهربائية الساكنة، ومنها تجربة رفع البالون المطاطي عن طريق فركه بقطعة قماش صوفية، مما يؤدي إلى انتقال الإلكترونات من القماش إلى البالون.
النتيجة هي شحن البالون بشحنة سالبة لزيادة عدد الإلكترونات، بينما تصبح قطعة القماش موجبة لفقدانها لبعض الإلكترونات. يمكن بعد ذلك جذب البالون للجدار بسبب الشحنات الموجبة فيه.
آلات الطباعة الليزرية وآلات النسخ
تلعب الشحنة الكهربائية دورًا في جذب الحبر إلى الأوراق.
رش المحاصيل الزراعية بالمبيدات
تساعد الطاقة الكهربائية الساكنة في تثبيت قطرات المبيدات على ورق النباتات، مما يضمن توزيعها بشكل متوازن.
طلاء المركبات
يمكن استغلال الطاقة الكهربائية الساكنة في طلاء الهياكل المعدنية للسيارات بطريقة تضمن وصول الطلاء إلى الأجزاء المستهدفة دون انتشار على الأسطح الأخرى.
تنقية الهواء
تساهم الكهرباء الساكنة في جذب الغبار والملوثات المنبعثة من المصانع، مما يعزز جودة البيئة وخصوصاً الهواء.
الشعور بالكهرباء الساكنة في جسم الإنسان
يمكن أن يشعر الإنسان بالطاقة الكهربائية الساكنة كظاهرة طبيعية، مثلما يحدث عند المشي على سجادة والتعرض لصدمة كهربائية عند ملامسة مقبض الباب. وفي فصل الشتاء، قد يشعر كذلك بصدمة عند غلق باب السيارة.
تلعب الكهرباء الساكنة دورًا في ظاهرة البرق أثناء العواصف الرعدية، حيث توفر التوازن المثالي للجسيمات عن طريق قوى الجذب والتنافر الناتجة عنها. كما أن الاستجابات العصبية في الجسم مثل التذوق والشم تظل مرتبطة بالطاقة الكهربائية الساكنة.
مخاطر الكهرباء الساكنة
رغم فوائد الكهرباء الساكنة العديدة، إلا أن لها بعض المخاطر، منها:
- ظهور شرارات كهربائية في البيئات الخطرة، مما يتسبب في اشتعال الحرائق أو الانفجارات.
- تعرض الجسم لصدمات كهربائية نتيجة ملامسة الأجسام، مما يسبب تخزين شحنات كهربائية زائدة.
- قد يترتب على ذلك أضرار جسيمة مثل توقف القلب أو التعرض للإصابات الخطيرة.
- تكوين شحنات كهربائية ضارة في وقود الطائرات نتيجة احتكاك الوقود أثناء تمريره من طرق طويلة، مما يؤدي إلى الانفجارات.
- التعرض لتلف الأجهزة الحساسة عند ملامستها بشحنات كهربائية زائدة.
دراسات حديثة حول الكهرباء الساكنة
في عام 2011، اكتشف العلماء أن الكهرباء الساكنة ليست مجرد ظاهرة فيزيائية ناتجة عن انتقال الإلكترونات، بل يمكن أن تكون ظاهرة كيميائية تتعلق بحركة الأيونات ذات الأقطاب المختلفة. وهذا يعني أن الانتقال قد يتجاوز الإلكترونات ليشمل أجزاء من المادة، مما ساهم في تغيير الفهم التقليدي للطاقة الكهربائية الساكنة.
طرق معالجة زيادة الطاقة الكهربائية الساكنة في الجسم
بينما تعد الكهرباء الساكنة ظاهرة طبيعية لدينا، فإن زيادتها قد تشكل خطراً. لذا، ينصح باتباع الخطوات التالية:
ارتداء سوار مغناطيسي للمساعدة في تنظيم الشحنات الكهربائية بالجسم.
يمكن زرع قطعة معدنية في الأسنان لامتصاص الشحنات الكهربائية الزائدة.
ممارسة تمارين رياضية بانتظام، وخاصة لمن يستخدمون الأجهزة الإلكترونية كثيراً، وذلك لتفريغ الشحنات الزائدة.
