البرق من الامثله على الكهرباء الساكنه

كما بيّن أن البرق هو انتقال شحنات كهربائية ساكنة، عن طريق تطيير طائرة ورقية في عاصفة رعدية وحصوله على شرار تفريغ كهربائي، حيث ربط مفتاحًا معدنيًا في طرف خيط طائرة ورقية وأطلقها لتحلق في الهواء أثناء عاصفة رعدية.

البرق هو ظاهرة طبيعية تحدث أثناء العواصف الرعدية، وهي عبارة عن تفريغ كهربائي قوي يحدث بين السحب أو بين السحب والأرض.

كيفية حدوث ظاهرة البرق

ينتج الشّحن الكهربائي داخل سحب العواصف الرّعدية نتيجة وجود جزيئات مائية صغيرة الحجم أو بسبب تدفّق بلورات الجليد صعوداً وهبوطاً في الهواء واصطدامها ببعضها البعض بالاعتماد على رطوبة الجو، إذ يؤدي هذا الأمر إلى انتقال الإلكترونات سالبة الشّحنة من بلورة جليد لأخرى وفصل الشّحنات السّالبة عن الموجبة بحيث يصبح الجزء العلوي من السّحابة مشحوناً بشحنة موجبة، بينما تصبح قاعدة السّحابة مشحونة بشحنة سالبة
مع ازدياد قوة الحقل الكهربائي في منطقة تواجد سحابة العاصفة الرّعديّة يبدأ الانهيار الكهربائي للهواء، ويبدأ عمود من الهواء المحمّل بالشحنات يُعرف باسم القائد المتدرج (بالإنجليزيّة: Stepped leader) بالانتشار نحو الأرض بخطوات متتالية يصل طول الواحدة منها إلى 50 متراً تقريباً، ومع استمرار حركة ونمو القائد المتدرج يتأيّن الهواء ويحمل شحنة كهربائية على امتداد مساره، ومع اقترابه من الأرض يتشكّل فرق جهد كهربائي بين نهاية القائد المتدرّج والأرض مما يؤدي إلى إطلاق الأرض لشحنات كهربائية تعترض مسار القائد المتدرج قبل وصوله للأرض.

عند التقاء القائد المتدرج مع الشّحنات الكهربائيّة التي تنطلق من الأرض تحدث ضربة مرتدة أو راجعة (بالإنجليزيّة: return stroke) باتجاه الغيمة بسرعة مماثلة لسرعة الضّوء تقريباً، مما يولّد طاقة هائلة، وضوء ساطع فيما يعرف بالرّعد والبرق، ومن الجدير بالذّكر أنّ الحقل الكهربائي يكون عالياً جداً في الأجسام الطويلة المرتفعة مثل هوائيات الرّاديو لذلك عندما يصل إليها القائد المتدرج فأنه ينتشر منها إلى السّحابة مكوناً وميضاً متفرعاً ينتقل من الأرض إلى الغيمة، ويتميّز هذا النّوع من وميض البرق بأنّه ينقل إلى الأرض شحنة كهربائيّة موجبة

يحدث أمراً شبيهاً بما ذُكر سابقاً في حالة البرق داخل الغيمة إلا أنّ التّفريغ الكهربائي يحدث بين مناطق الغيمة المختلفة في الشّحنة الكهربائيّة، ولا وجود للضربة الرّاجعة بسبب عدم قدرة الهواء البعيد عن الأرض على نقل الكهرباء، ومع ذلك يُنتج عن هذا النّوع من البرق طاقة هائلة ووميض ساطع، ورعد مثله في ذلك مثل البرق من الغيمة للأرض.

 

الفرق بين الصاعقة والبرق

الصاعقة؛ هي عبارة عن شرارة تحدث في مكان تتجمع فيه الشحنات السالبة، بعدها تتوجه إلى الأرض وأغلب الأماكن التي تحدث فيها عندما تنجذب إلى الشحنات الموجبة التي تكون على المناطق المرتفعة، وبهذا يُرى وميض ضوئي يتحرك من الأرض إلى الأعلى، وهو ما يسمى بالصاعقة

البرق؛ هو إحدى الظواهر الطبيعية التي يُصاحبها ظاهرة الرعد أو الصاعقة، وعادةً ما تكون مدتهما قصيرةً جدًا تصل إلى ثوانٍ معدودة، حيث تتشكل هذه الظاهرة في السماء من خلال تفريغ كهربائي يحدث بين السحب عند تلاقي الشحنات الكهربائية السالبة والشحنات الموجبة في الهواء، وذلك عند تصادم سحابتين مع بعضهما، حيث من الممكن أن تصل الحرارة لحظة تشكل البرق إلى ما يزيد عن عشرين ألف درجة مئوية.
من الممكن للبرق أن يُحدث أضرارًا في حال انتقاله من السحب إلى الأرض، حيث يتشكل بين الغيوم، ويُمكن أن ينزل ويقترب من الأرض؛ لذلك هناك حاجة إلى تركيب موانع للبرق، بينما لا يُمكننا تركيب موانع للصواعق

في ضوء ما سبق، إنّ البرق يحدث نتيجة تصادم شحنات الهواء الجوّي والسحاب بسبب اختلافهما بالشحنات، وهذا يكوّن ضوءًا كهربائيًا قويًا في السماء،  أمّا الصاعقة فإنّها تحدث بسبب شحن الأرض بشحنات كهربائية موجبة والسحابة مشحونة بشحنة كهربائية سالبة وبحدوث تفريغ كهربائي بين الأرض والسحب تتشكل الصاعقة.
 

مفهوم الكهرباء السكونية

تُعرّف الكهرباء الساكنة بأنّها إحدى أنواع الكهرباء التي تنشأ نتيجة تراكم الشحنات الكهربائية على سطح مادة ما بسبب فرك مادتين واحتكاكهما معًا ممّا يؤدّي إلى اختلال تعادل الذرّات في كلتا المادتين
حيث تمتلك كلا المادتين عددًا متساويًا من البروتونات الموجبة والإلكترونات السالبة، وبعد احتكاكهما تنتقل الإلكترونات من مادةٍ لتُصبح شحنتها موجبة وتنجذب لمادة أخرى تمنحها شحنةً سالبة
 

تاريخ اكتشاف الكهرباء الساكنة

تُشير بعض الكتب القديمة إلى أنّ اكتشاف الكهرباء يعود للقرن السادس قبل الميلاد، حيث لاحظ البشر أنّ العنبر يُصبح مشحونًا عن طريق الدلك، وفي عام 1660م صنع العالم أوتو فون غيريكه أداةً بدائيةً لإنتاج الكهرباء الساكنة مصنوعة من كرة كبريتية، والتي طوّرها العالم فرانسيس هاكسبي بعد ذلك

وفي القرن الثامن عشر أُجريت تجربتان لتخزين الكهرباء الساكنة؛إحداهما في هولندا حيث اجراها العالم الهولندي بيتر فان موشنبروك في جامعة لايدن الهولندية، والأخرى في ألمانيا وأجراها المخترع الألماني جورج فون كلاسيت، وسميّت تجربة الكهرباء السكونية هذه بزجاجة لايدن نسبةً للجامعة التي نُفّذت فيها

تتكوّن تجربة زجاجة لايدن من جرة زجاجية مملوءة بالماء جزئياً، بحيث تُغلق الجرّة بقطعة فلين يتمّ حرقها بمسمار أو سلك يصل إلى داخل الماء في الجرّة ويكون طرفه الآخر في الخارج، ثمّ يُعرّض الجزء الخارجي من السلك لاحتكاك ينتج عنه شحن كهربائي فتُصبح الجرّة مشحونة، وبعد ذلك يتمّ قطع هذا الشحن الناتج عن الاحتكاك، وعند ملامسة السلك من طرفه الخارجي يتلقّى الجسم صدمةً كهربائيةً ناتجةً عن الكهرباء المختزلة في الماء.

مخاطر الكهرباء السكونية

تُعتبر الكهرباء السكونية من الظواهر الأساسية التي لها العديد من الفوائد والتطبيقات العملية، لكن في الوقت ذاته لها العديد من الجوانب السلبية التي قد تتسبّب بالعديد من الأضرار والحوادث، والآتي يوضّع ضرر الكهرباء الساكنة:

• نشوء شرارة كهربائية من الكهرباء الساكنة في مواقع خطيرة تحتوي على مواد وغازات قابلة للاشتعال، ممّا يُسبّب نشوب حريق أو وقوع انفجارات.
• تلقّي صدمة كهربائية كبيرة عند لمس جسم معيّن يُخزّن شحنةً كبيرةً من الكهرباء الساكنة، ممّا يؤدّي إلى أضرار جسمية؛ كحدوث حروق جسيمة أو توقّف عضلة القلب وموت الشخص المصاب عند تفريغ هذه الشحنة الكبيرة في جسمه.
• تكوين شحنة كهربائية كبيرة من الكهرباء الساكنة في وقود الطائرات نتيجة مروره واحتكاكه بخرطوم الوقود لمسافات طويلة قبل وصوله إلى المحرّك، ممّا قد يؤدّي إلى نشوء شرارة واشتعال الوقود ووقوع انفجار، ولهذا من الضروريّ تأريض خراطيم الوقود في الطائرات.
• تلف بعض الأجهزة الإلكترونية الحسّاسة عند لمسها بالإصبع في حال كان كان الجسم يحمل شحنةً كهربائيةً من الكهرباء الساكنة.