خالی کردن: خارج کردن بار الکتریکی از یک جسم

خالی کردن بار الکتریکی: از جرقه تا ایمنی

الکتریسیته‌ی ساکن و مفهوم بار

برای درک فرآیند خالی کردن، ابتدا باید بدانیم بار الکتریکی چیست. همه‌ی مواد از اتم ساخته شده‌اند. هر اتم دارای ذرات ریزی به نام پروتون (با بار مثبت)، نوترون (بدون بار) و الکترون (با بار منفی) است. در حالت عادی، تعداد پروتون‌ها و الکترون‌ها برابر است و اتم از نظر الکتریکی خنثی است. وقتی یک جسم الکترون‌های اضافی بگیرد، دارای بار منفی می‌شود و اگر الکترون از دست بدهد، بار مثبت خواهد داشت. این بارهای ساکن روی جسم می‌مانند تا زمانی که راهی برای ترک آن پیدا کنند.

یک مثال ساده: وقتی با کفش روی فرش راه می‌روید، اصطکاک باعث می‌شود الکترون‌ها از فرش به کفش و بدن شما منتقل شوند. در نتیجه، بدن شما دارای بار منفی می‌شود. وقتی دست خود را به دستگیره‌ی فلزی می‌زنید، این بار اضافی ناگهان به فلز (که رساناست) منتقل می‌شود و شما یک جرقه‌ی کوچک و شوک ملایم را احساس می‌کنید. این همان فرآیند خالی کردن بار است.

چگونه بار الکتریکی تخلیه می‌شود؟

بار الکتریکی می‌تواند به روش‌های مختلفی از یک جسم خارج شود. انتخاب روش به عواملی مانند مقدار بار، جنس جسم (رسانا یا نارسانا) و محیط اطراف بستگی دارد.

کاربردهای خالی کردن بار در زندگی و صنعت

این پدیده نه تنها یک اتفاق ساده، بلکه یک اصل مهم در بسیاری از فناوری‌ها و فرآیندهای ایمنی است.

فیلترهای الکترواستاتیک (تصفیه‌کننده‌ی هوا): در این دستگاه‌ها، ذرات دود و گرد و غبار با عبور از یک شبکه، باردار می‌شوند. سپس این ذرات باردار روی صفحه‌های جمع‌آوری با بار مخالف جذب و در نهایت با ضربه‌زدن به صفحه، بارشان تخلیه و جمع‌آوری می‌شوند.

چاپگرهای لیزری و دستگاه‌های فتوکپی: در این دستگاه‌ها، یک استوانه‌ی حساس به نور (درام) به صورت یکنواخت باردار می‌شود. نور لیزر با تابیدن به قسمت‌های خاصی از درام، بار آن نواحی را خالی می‌کند. سپس مرکب (تونر) که خود باردار است، فقط به قسمت‌های باردار باقی‌مانده می‌چسبد و در نهایت بر روی کاغذ منتقل و تثبیت می‌شود.

ایمنی در پمپ‌بنزین‌ها و صنایع شیمیایی: بنزین در حین انتقال، به دلیل اصطکاک، بسیار باردار می‌شود. اگر این بار به صورت کنترل‌نشده تخلیه شود، ممکن است جرقه ایجاد کرده و باعث انفجار شود. به همین دلیل، کامیون‌های حامل سوخت و بدنه‌ی خودروها در پمپ‌بنزین‌ها باید با استفاده از یک تسمه‌ی فلزی (ارت^۲) به زمین متصل شوند تا بار اضافی به آرامی و با ایمنی کامل به زمین منتقل شود.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ایستایی‌زدا (Antistatic Device): وسیله‌ای که برای تخلیه‌ی آرام و ایمن بار الکتریکی ساکن از روی اجسام یا افراد به کار می‌رود تا از آسیب به قطعات الکترونیکی یا ایجاد جرقه جلوگیری کند.
^۲ارت (Earth/Ground): اتصال عمدی یک قطعه‌ی الکتریکی یا بدنۀ یک دستگاه به زمین (زمین فیزیکی) از طریق یک هادی، به منظور ایمنی و تخلیه‌ی بارهای اضافی.