شرارة مقبض الباب – تراكم الشحنة بدلك القدمين

العلومالكهرباء والمغناطيسية13–14 سنة

جارٍ التحميل…

استخدمها مع صفي ✨ خصّصها بالذكاء الاصطناعي الإبلاغ عن مشكلة

اسحب قدم الشخصية ذهابًا وإيابًا على السجادة لتتراكم الإلكترونات على الجسم (تظهر كل دلكة نقاطًا إلكترونية على الساق والجسم)، ثم اسحب اليد نحو مقبض الباب المعدني. كلما زاد عدد الإلكترونات المتراكمة كانت اليد أبعد عندما تقفز الشرارة؛ وبمجرد أن تفرغ الشرارة الشحنة تهبط شحنة الجسم إلى الصفر ويزداد عداد مرات التفريغ بواحد. يمكنك ضبط الحد الأقصى للإلكترونات ومسافة الشرارة لكل إلكترون لتتضح العلاقة بين الشحنة ومسافة الشرارة. مستندة إلى محاكاة "John Travoltage" من PhET Interactive Simulations، جامعة كولورادو بولدر (CC BY 4.0)؛ أعيدت كتابتها.

الدرس: الشحن بالدلك (الكهرباء الساكنة)

ماذا تعرض

عندما تحتك القدمان بالسجادة تنتقل إلكترونات من السجادة إلى الجسم، فيكتسب الجسم شحنة سالبة؛ وهذا هو الشحن بالدلك. ولا تستطيع هذه الإلكترونات الإضافية أن تتسرب بسهولة عبر الهواء الجاف، فتبقى متراكمة على الجسم. وعندما تقترب اليد من موصل مثل مقبض الباب المعدني يصبح المجال الكهربائي في الفجوة الصغيرة قويًا بما يكفي لجعل الهواء موصلًا، فتقفز شرارة وتنتقل الإلكترونات إلى المقبض. وفي هذا النموذج تتناسب المسافة التي تقفز عندها الشرارة طرديًا مع عدد الإلكترونات المتراكمة، وبعد التفريغ تعود شحنة الجسم إلى الصفر.

طريقة الاستخدام

اسحب قدم الشخصية ذهابًا وإيابًا على السجادة، وراقب «الإلكترونات المجمّعة» وهي تزداد. ثم اسحب اليد ببطء نحو مقبض الباب وسجّل المسافة التي تقفز عندها الشرارة. كرّر ذلك بأعداد مختلفة من الإلكترونات وقارن المسافات. غيّر «الحد الأقصى للإلكترونات» و«مسافة الشرارة لكل إلكترون (cm)»، وفعّل «إظهار عدد الإلكترونات» أو ألغِه، واضغط «إعادة الضبط» لتبدأ من جديد.

المعاملات القابلة للتغيير

  • الحد الأقصى للإلكترونات 10–40
  • مسافة الشرارة لكل إلكترون (cm) 0.2–1
  • إظهار عدد الإلكترونات

أسئلة للاستكشاف

  1. لماذا يكتسب الجسم شحنة سالبة عند دلك القدمين بالسجادة؟
  2. لماذا تقفز الشرارة من مسافة أبعد عندما يتراكم عدد أكبر من الإلكترونات؟
  3. ماذا يحدث لشحنة الجسم بعد أن تقفز الشرارة إلى مقبض الباب، ولماذا؟