ما هي الشحنة الكهربائية؟

الشحنة الكهربائية هي خاصية للجسيمات الأولية التي تتكون منها الذرة. تذكر أن الذرة تتكون من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات على النحو التالي:

البروتونات: تقع في نواة الذرة ولها شحنة كهربائية موجبة ؛

الإلكترونات: توجد في الغلاف الكهربي ، وهي المنطقة المحيطة بنواة الذرة ، ولها شحنة كهربائية سالبة ؛

نيوترون: يقع أيضًا في النواة الذرية ، ولا يحتوي على شحنة كهربائية.

التركيب الذري

تتكون الذرة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات

وحدة مقدار الشحنة الكهربائية في النظام الدولي للوحدات هي كولوم ، ممثلة بالحرف C ، تكريما لتشارلز أوغستين كولوم.

تتشكل جميع الأجسام بواسطة الشحنات الكهربائية ، ومع ذلك ، ليس من السهل رؤية خصائصها ، مثل معظم الأجسام ، عندما تكون محايدة كهربائيا ، لديها نفس الكمية من البروتونات و الإلكترونات. يمكن تزويد الجسم بالكهرباء بطريقتين:

بشكل ايجابي: إذا كان يحتوي على عدد من البروتونات أكثر من الإلكترونات ؛

سلبا: إذا كانت تحتوي على إلكترونات أكثر من البروتونات.

الشحنة الأولية

الشحنة الكهربائية الأولية هي أصغر كمية شحنة يمكن العثور عليها في الطبيعة. قيمته تساوي 1.6. 10^-19 يتم تخصيص C e لشحنة الإلكترون (بعلامة سالبة) وعلى البروتون (بعلامة موجبة).

من هذه القيمة ، يمكننا أن نرى أن 1 C وحدة كبيرة جدًا للشحنة الكهربائية ، لذلك من الشائع استخدام أجزائها الفرعية. أهمها:

mC (ملي كولوم) = 10^-3ج

µC (ميكرو كولوم) = 10^-6ج

nC (نانوكولومب) = 10^-9 ج

مبادئ الكهرباء الساكنة

الكهرباء الساكنة هي جزء من الفيزياء يدرس الظواهر المرتبطة بالشحنات الكهربائية في حالة الراحة. تحكمها المبادئ التالية:

• مبدأ الحفاظ على الشحنة الكهربائية: مجموع الشحنة الكهربائية لنظام معزول كهربائيًا ثابت ؛

• تكميم الشحنة الكهربائية: وفقًا لهذا المبدأ ، يتم تحديد مقدار الشحنة الكهربائية ، أي دائمًا مضاعف قيمة الشحنة الكهربائية الأولية. تعطى شحنة الجسم بالمعادلة:

س = ن. و

يجرى:

س - إجمالي الشحنة الكهربائية للجسم ؛
ن - عدد الإلكترونات المفقودة أو المتلقاة ؛
و - الشحنة الأولية (1.6. 10^-19 ج).

• مبدأ جذب وتنافر الشحنات الكهربائية: الشحنات الكهربائية من نفس العلامة تتنافر ، وتتجاذب شحنات الإشارات المعاكسة.

مبدأ تجاذب وتنافر الشحنات الكهربائية

الشحنات الكهربائية من نفس الإشارات تتنافر مع بعضها البعض ، وتلك ذات الإشارات المختلفة تجذب بعضها البعض

كهربة

لكي يصبح الجسم المحايد مبدئيًا مشحونًا كهربائيًا ، يجب أن يمر بعملية كهربة ، والتي يمكن أن تحدث بثلاث طرق:

كهربة الاحتكاك: عندما يتم فرك جسمين محايدين مصنوعين من مواد مختلفة معًا ، يكتسب أحدهما إلكترونات (يكتسب شحنة سالبة) والآخر يفقد الإلكترونات (يكتسب شحنة موجبة). في هذا النوع من الكهرباء ، يكون للهيئتين شحنة متساوية الحجم ، لكن شحنة متعاكسة.

كهربة الاتصال: يحدث ذلك عندما يتم وضع جسمين موصلين ، أحدهما مكهرب ، على اتصال ويتم إعادة توزيع الشحنة الكهربائية بينهما ، مما يؤدي إلى إنشاء توازن إلكتروستاتيكي. في نهاية هذه العملية ، يكون للهيئتين نفس الشحنة.

كهربة الحث: تتم عملية الكهرباء على ثلاث مراحل:

• في البداية يقترب جسم مكهرب من جسم محايد ، مما يتسبب في فصل الشحنات فيه ؛

• بعد ذلك ، يتم توصيل موصل بالجسم المحايد ، وربطه بالأرض ، مما يؤدي إلى تحييد جزء من الموصل ؛

• أخيرًا ، يتم فصل الجسم عن الأرض ويتم تكهربه بنفس الشحنة ، ولكن مع الإشارة المعاكسة لشحنات الجسم المستخدمة للحث على فصل الشحنات.

بقلم ماريان مينديز
تخرج في الفيزياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-carga-eletrica.htm