أسئلة: القوى الكهربية

الإجابة الصحيحة: الشحنة الكهربية

الشحنة الكهربية هي الخاصية الأساسية في الجسيمات الذرية المسؤولة عن توليد القوى الكهربية المتبادلة بينها.

الإجابة الصحيحة: متعادل كهربيًا

يكون الجسم متعادلًا كهربيًا عندما يتساوى فيه عدد الشحنات الموجبة مع عدد الشحنات السالبة تمامًا.

الإجابة الصحيحة: قوة تجاذب تسحبهما نحو بعضهما

ينص القانون الأساسي للشحنات على أن الشحنات المختلفة تتجاذب، بينما الشحنات المتشابهة تتنافر.

الإجابة الصحيحة: شحنة سالبة

عند دلك البلاستيك بالصوف، تنتقل الإلكترونات من الصوف إلى البلاستيك، فيكتسب البلاستيك شحنة سالبة لاكتسابه إلكترونات إضافية.

الإجابة الصحيحة: الشحن بالحث (الاستحثاث)

الشحن بالحث يتم بتقريب جسم مشحون من جسم متعادل دون ملامسة، مما يعيد ترتيب الشحنات داخليًا فقط.

الإجابة الصحيحة: النحاس

النحاس من الفلزات التي تسمح للإلكترونات بالحركة بحرية نسبية، لذا يُعد موصلًا جيدًا للكهرباء.

الإجابة الصحيحة: لعزل التيار وحماية الإنسان من الصدمات الكهربية

البلاستيك والمطاط مواد عازلة لا تسمح بحركة الإلكترونات بسهولة، وتُستخدم لحماية الأشخاص من ملامسة الموصلات الحية.

الإجابة الصحيحة: تنجذب القصاصات إلى المسطرة نتيجة الشحن الكهربي الساكن

الدلك يكسب المسطرة شحنة ساكنة قادرة على جذب الأجسام الخفيفة المتعادلة كالقصاصات الورقية.

الإجابة الصحيحة: نقص في عدد الإلكترونات

يصبح الجسم موجب الشحنة عندما يفقد بعض إلكتروناته، فيزيد عدد البروتونات الموجبة بالنسبة للإلكترونات المتبقية.

الإجابة الصحيحة: الهواء الجاف

الهواء الجاف ومواد كالزجاج والبلاستيك والمطاط تُعد عوازل لأن إلكتروناتها مقيدة ولا تتحرك بحرية.

الإجابة الصحيحة: يتنافران ويدفعان بعضهما بعيدًا

الشحنات المتشابهة (موجب مع موجب) تخضع لقانون التنافر وتبتعد عن بعضها.

الإجابة الصحيحة: ترسب الأتربة الصناعية في المداخن

تُستخدم مبادئ الشحن الكهربي الساكن في المرسبات الكهروستاتيكية لتنقية مداخن المصانع من الملوثات والجسيمات الضارة.

القانون الأساسي هو أن الشحنات المتشابهة تتنافر، والشحنات المختلفة تتجاذب. فإذا اقترب جسمان لهما نفس نوع الشحنة (موجب مع موجب أو سالب مع سالب) تنشأ بينهما قوة تنافر، أما إذا اقترب جسمان بشحنتين مختلفتين (موجب مع سالب) فتنشأ بينهما قوة تج.

يتم شحن الأجسام بالدلك عن طريق فرك جسمين عازلمين ببعضهما، مما يؤدي إلى انتقال بعض الإلكترونات بالاحتكاك من سطح أحدهما إلى الآخر. فمثلاً عند دلك قضيب بلاستيك بالصوف، تنتقل إلكترونات من الصوف إلى البلاستيك، فيصبح البلاستيك سالب الشحنة والصوف موجب الشحنة.

في الشحن بالتوصيل يتلامس جسم مشحون مع جسم متعادل فتنتقل الشحنات فعليًا ليصبح كلاهما مشحونًا بنفس النوع، بينما في الشحن بالحث يُقَرَّب جسم مشحون من جسم متعادل دون ملامسة فيعيد الجسم المتعادل ترتيب شحناته الداخلية دون انتقال فعلي للشحنات بينهما.

الموصلات مواد تسمح للإلكترونات بالحركة بحرية نسبية (مثل النحاس والألومنيوم)، بينما العوازل مواد لا تسمح للإلكترونات بالحركة بحرية بل تكون مقيدة جدًا (مثل البلاستيك والمطاط).

يُنصح بذلك لتفريغ أي شحنات ساكنة متراكمة على جسم الإنسان نتيجة الاحتكاك (مثل المشي على السجاد)، مما يحمي دوائر الأجهزة الإلكترونية الحساسة من التلف الناتج عن تفريغ هذه الشحنات المفاجئ.

الجسم المتعادل كهربيًا هو الذي يتساوى فيه عدد الشحنات الموجبة (البروتونات) مع عدد الشحنات السالبة (الإلكترونات). ويفقد هذا التعادل عندما يكتسب إلكترونات إضافية (ليصبح سالب الشحنة) أو يفقد بعض إلكتروناته (ليصبح موجب الشحنة).