دنیای الکترونیک

الكتریسیته حاصل از اصطکاک (مالش)

     همان طور كه می دانید به چند طریق می توان اجسام را باردار كرد. در این قسمت در مورد یكی از روشهای باردار كردن اجسام صحبت می كنیم. این روش که در واقع قدیمی ترین روش باردار کردن اجسام و نیز مبنای آشنائی بشر با الکتریسیته نیز می باشد، روش اصطكاك یا مالش نام دارد.  وقتی یك خط کش پلاستیکی را با پشم مالش دهیم مشاهده می‏ كنیم كه خط کش قطعات کوچک كاغذ را جذب می كند. این بدان معنی است که در خط کش بار الكتریكی به وجود آمده است. با استفاده از الكتروسكوپ می‏ توان تحقیق کرد که بار الکتریکی بوجود آمده در خط کش از نوع  بار الکتریکی منفی است و در نتیجه در این حالت پشم دارای بار الکتریکی مثبت شده است.به پدیده تولید الكتریسیته به روش مالش تریبوالكتریك گفته می شود.  از روش مالش برای تولید الكتریسیته در ماشین وان دوگراف استفاده می‏ شود. این وسیله توسط روبرت جمیسون واندوگراف، دانشمند آمریكایی در سال 1931 ساخته شد. این ماشین می تواند ولتاژهای خیلی بالا تا 20 میلیون ولت را تولید كند. ساختمان واندوگراف را در شکل زیر مشاهده می کنید.

    یك واندوگراف از قسمتهای مختلف زیر تشكیل شده است: 

1ـ موتور           2ـ غلطك           3ـ تسمة پلاستیكی      4ـ جاروبك               5ـ كره فلزی      

    وقتی موتور روشن می ‏شود غلطك پایینی شروع به چرخش می‏ كند و در اثر چرخش غلطك، تسمه حركت می‏ كند و با سرعت می‏ چرخد. در اثر اصطكاك بین غلطك و تسمه، تسمه دارای بار منفی می‏ شود. این بار منفی روی تسمه قرار می‏ گیرد و با آن بالا می ‏رود تا اینكه نزدیك كره فلزی می‏ رسد. كره فلزی از درون به یك جاروبك وصل است سر دیگر جاروبك بر روی بالای تسمه قرار دارد. وقتی قسمتی از تسمه با بار منفی به بالا می‏ رسد، بارهای آن توسط جاروبك به كره فلزی منتقل می‏ شود و بار تسمه تخلیه می‏ شود اما تسمه پیوسته در حال چرخش است و مدام در قسمت پایین در اثر تماس با غلطك باردار می ‏شود و این بار به قسمت بالا و در نهایت به كره منتقل می‏ گردد و این كار همین‏طور ادامه دارد. هر چه این چرخش بیشتر ادامه داشته باشد كره واندوگراف بیشتر باردار می ‏شود. حال اگر جسم رسانایی را به كره واندوگراف نزدیك كنیم به علت ولتاژ خیلی بالای واندوگراف عمل تخلیه الكتریكی صورت می‏ گیرد و بازهای الکتریکی از راه جسم رسانا به زمین منتقل می‏ شوند. در تصاویر زیر چند نمونه از تخلیه الكتریكی را می بینید.

 اگر ما دستمان را به یك كره واندوگراف باردار نزدیك كنیم، بارهای الکتریکی از راه هوای اطراف و دست وارد بدن ما می شود. اگر سطح زیر پای ما عایق نباشد این بار الکتریکی از راه بدن ما وارد زمین می شود. ولی اگر بر روی یك سطح عایق ایستاده باشیم بار در بدن ما جمع می‏ شود. شكل زیر نمونه‏ ای از این حالت را نشان می‏ دهد می‏ توانید بگویید چرا موهای این آدم سیخ شده است؟