لماذا يفقد الجسم المشحون شحنته عند تلامسه مع الأرض؟

1 إجابة واحدة

يفقد الجسم المشحون شحنته

يفقد الجسم المشحون عادةً شحنته لدى ملامسته الأرض نتيجة ما يسمى بالتأريض. التأريض هو عملية إزالة الشحنة الفائضة من جسمٍ ما عن طريق نقل الإلكترونات بينه وبين جسم آخر يملك حجمًا كبيرًا. الأرض تمتلك كمية ضخمة لانهائيةً من الإلكترونات. هناك نوعان للتأريض:

  • تأريض جسمٍ إيجابي الشحنة: أي جسم لديه فائضٌ من الالكترونات يملك شحنةً سالبةً. عند إزالة الالكترونات الزائدة من الجسم تتساوى أعداد الالكترونات والبروتونات وتتوازن الشحنة. على سبيل المثال لإزالة الشحنات الفائضة من مجهارٍ كهربائي يجب توصيله بجسمٍ آخرٍ قادرٍ على استقبال تلك الالكترونات وهو الأرض. في التجارب الالكتروستاتيكية يحدث هذا بلمس الشخص للمجهر ويحدث انتقال الالكترونات إلى الجسم وتتجمع على سطحه ونظرًا إلى حاجة الإلكترونات المتنافرة إلى جسمٍ أكبر للانتشار فإنها تكمل طريقها في البحث لتجد الأرض.
  • تأريض جسمٍ سلبي الشحنة: في هذه الحالة نعتبر مجهارًا كهربائيًا إيجابي الشحنة. في هذه الحالة المجهار يحتاج إلى الكترونات لإحداث التوازن في عدد الالكترونات والبروتونات. هنا ربط المجهار بالشخص (أداة التأريض) سيؤدي لجذب الإلكترونات إليه وهنا يشكّل الإنسان مساحة تماسٍ مناسبةٍ وتحدث عملية الانتقال.

في كلتا الحالتين السابقتين ظهرت الحاجة إلى وسيطٍ لتنتقل عبره الالكترونات إلى الجسم المراد نقلها إليه، وبالتالي لعب هذا الوسيط دورًا هاما كجسرٍ بين الذرات والأرض. وتعود أهمية التأريض إلى كونه يحمي الإنسان من خطر التعرض لتيار القصر، ليس فقط ذلك بل حماية التجهيزات المنزلية الكهربائية من الزيادة المفاجئة في التيار الكهربائي وهذا بدوره يحمي المنازل من خطر الماس الكهربائي وتلف واشتعال المعدات الكهربائية الذي يؤدي إلى نتائج كارثية.

تم تصميم أنظمة التأريض اعتمادًا على المفاهيم السابقة وتركيبها على أسطح الأبنية للحماية من الصواعق وكذلك زودت الأجهزة الكهربائية بهذه التقنية للتخلص من التيارات الزائدة التي قد تحدث في دارات هذه الأجهزة.

أنظمة التأريض تتألف عمومًا من المكونات التالية:

  • كبل التأريض: يستخدم لتوفير الاتصال بين الأجزاء المعدنية الخارجية للجسم المراد تأريضه وعادة ما يستخدم النحاس ككبل تأريضٍ للاستفادة من ناقليته الفائقة للتيار الكهربائي.
  • موصل التأريض Bonding Lead: وهو الجزء الذي يصل بين كبل التأريض والأرض. عادة ما تستخدم القضبان النحاسية المسطحة لهذا الغرض.
  • صفيحة التأريض: هي صفيحة نحاسية أو من الحديد توضع في نهاية الموصل ضمن حفرة بعمق 4 أمتار مزودة بالماء لتأمين الرطوبة الكافية.

عمومًا يمكن تلخيص أهمية التأريض بالجوانب التالية:

  • حماية الإنسان من خطر الصعق الكهربائي.
  • الحيلولة من حدوث الحرائق والانفجارات نتيجة الأخطاء الكهربائية.
  • توفير التشغيل الآمن للمعدات الكهربائية في المنازل والمصانع.
  • حماية المنازل والمباني من خطر الصواعق: حيث يتم تفريغ التيارات المفاجئة العالية الشدة مباشرة في الأرض.

ويوجد عدة أنواعٍ للتأريض منها:

  • نظام التأريض TNC: هنا يتم دمج الجزء المحايد والأرضي معا.
  • نظام التأريض TNS: هنا يملك النظام موصلًا محميًا ومحايدًا عبر كافة أجزاء النظام.
  • نظام التأريض TNCS: هنا تكون الاسلاك المحايدة والأرضية منفصلةً.
  • نظام التأريض TT: يملك نظام التغذية في هذا النظام اتصالا مباشرًا مع الأرض.
  • نظام التأريض IT: هنا تكون كافة الأجزاء النشطة معزولةً أو متصلة بالأرض بمقاومةٍ عاليةٍ جدًا.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "لماذا يفقد الجسم المشحون شحنته عند تلامسه مع الأرض؟"؟