تعریف بار الکتریکی

علم فیزیک، یکی از علم هایی می باشد که جهان بر مبنای آن تشکیل شده است. مبحث های مختلفی در علم فیزیک مطرح شده اند که در انجام اغلب امور نقش بسزایی را ایفا می کنند. یکی از مبحث های که بسیار مورد اهمیت واقع می شود و در جهان پیرامون شاهد وجود آن هستیم، بار الکتریکی می باشد که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

 

بار الکتریکی چیست؟

همان طور که می دانید مواد از کنار هم قرار گرفتن اتم ها تشکیل می شوند. اتم ها نیز متشکل از پروتون، الکترون و نوترون می باشند که در این میان الکترون می تواند از جسمی به جسم دیگر یا از ماده ای به ماده ی دیگر انتقال یابد.

 

یک ویژگی در مواد وجود دارد و آن این است که هنگام قرار گیری دو ماده در کنار هم که از قضا حاوی بار می باشند، نیرویی از سوی هر ماده به طرف دیگری وارد خواهد شد. در واقع می توان گفت که بار الکتریکی شامل یکی از خاصیت های مواد بوده است.

 

بار های الکتریکی شامل دو دسته ی بار مثبت و بار منفی می شوند؛ هرگاه ماده ای یا جسمی در اثر عوامل گوناگون مانند مالش، القا و یا تماس الکترون دریافت کند و باردار شود، به جسمی که حاوی بار منفی است تبدیل می شود. اما در صورتی که عکس این قضیه رخ دهد یعنی جسم الکترون از دست بدهد بار آن مثبت خواهد شد. در واقع دلیلی که سبب مثبت یا منفی شدن بار جسم می شود، تعداد الکترون ها نسبت پروتون ها می باشد؛ چرا که پروتون دارای بار مثبت بوده و الکترون دارای بار منفی می باشد؛

 

اگر تعداد الکترون ها از تعداد پروتون ها در یک ماده کم تر باشد بار های منفی نیز نسبت بار مثبت کاهش خواهند یافت. گاهی اوقات اجسام از نظر میزان بار مثبت و منفی یکسان خواهند بود یعنی نه فرایند از دست دادن و نه گرفتن الکترون رخ نداده است در این صورت جسم را خنثی می نامند.

 

پایستگی بار الکتریکی

بار الکتریکی با نام دیگری چون بار برقی شناخته می شود که از یک واحد مشخص به نام کولن برخوردار می باشد. نکته ی جالبی که در مورد بار های الکتریکی صدق می کند این است که هیچ مطلبی مبنی بر از بین رفتن بار الکتریکی وجود ندارد و به همین صورت در مورد به وجود آمدن آن ها نیز مطلبی تعریف نشده است. اما نکته ای که حائز اهمیت می باشد این است که بار های الکتریکی از جسمی به جسم دیگر انتقال می یابند.

مبحث های فوق می توانند اثباتی بر پایسته بودن بار الکتریکی باشند.

رانش یا ربایش بار الکتریکی

همان طور که چندی پیش گفته شد، بار های الکتریکی به دو دسته ی مثبت و منفی تقسیم می شوند. مثبت و منفی بودن بار ها مانند دو قطب شمال و جنوب آهن ربا می باشند. هنگامی که دو قطب یکسان  در کنار یک دیگر قرار گیرند، نیرویی به هم وارد می کنند که موجب فاصله گرفتن آن ها خواهد شد که در علم فیزیک آن را دفع یا رانش می خوانند. اما اگر دو سر قطب ها متفاوت باشد نیروی وارده به هر جسم از سوی جسم دیگر در یک راستا و خلاف جهت هم می باشد به طوری که جمع برداری آن ها صفر شود و به سوی هم حرکت کرده و یک دیگر را جذب نمایند.

 

بار الکتریکی نیز رفتاری مشابه با رفتار آهن ربا دارد. هر گاه دو جسم از بار مثبت یا بار منفی برخوردار باشند و در مجاورت هم قرار گیرند، فرایند رانش رخ می دهد و در صورتی که یکی از جسم ها دارای بار منفی و دیگری از بار مثبت برخوردار باشد، ربایش رخ خواهد داد.

 

آزمایشاتی مبنی بر وجود بار الکتریکی

بار های الکتریکی ذراتی هستند که در صورت عدم وجود آن ها، یکی از مشکلاتی که با آن مواجه می شویم نبود برق خواهد بود. برق و روشنایی خود به تنهایی می تواند اثبات بزرگی بر وجود بار الکتریکی باشد. اما افزون بر آن، آزمایش های کوچک دیگری نیز طراحی شده و یا کشف شده اند که موجب آشکار شدن حضور بار الکتریکی می شوند.

آزمایش هایی که جهت نشان دادن بار الکتریکی انجام می شوند عبارت اند از:

• یکی از عمده ترین کار هایی که تمامی افراد روزانه به آن می پردازند شانه زدن مو ها می باشد. بر خورد شانه با مو های سر نوعی مالش بوده که موجب باردار شدن شانه و مو خواهد شد. در این صورت اگر شانه را به تکه های کاغذ نزدیک نمائید، حرکت کاغذ به سوی شانه و چسبیدن به آن را مشاهده خواهید کرد.

 

• اگر بادکنک را با پارچه ای پشمی مالش دهید و بعد آن را با دیوار تماس دهید بادکنک از دیوار جدا نخواهد شد و این داد و ستد الکترون میان بادکنک و دیوار را نمایان می کند. یکی دیگر از آزمایش هایی که با کمک بادکنک انجام می شود این است که پس از باردار شدن بادکنک آن را در مجاورت مو های خود قرار دهید برخواستن مو از سر و چسبیدن مو ها به بادکنک، نمونه ی دیگری از اثبات بار الکتریکی می باشد.

 

• جسم انسان نیز باردار می شود؛ به این صورت که برای چند ثانیه پای خود را با فرش مالش دهید. بعد از این کار با نزدیک کردن دست خود به هر جسمی صدایی را می شنوید که به دلیل وجود بار الکتریکی در بدن، ایجاد می شود. این صدا مانند یک جرقه می باشد.

مشخصات بار الکتریکی

بار الکتریکی مانند سایر ذرات دارای مشخصه های مختص به خود می باشد. به عنوان مثال بار الکتریکی دارای نماد qبوده و از واحد های فاراد و آمپر ساعت نیز برخوردار است. در مورد نماد بار، نکته ای که حائز اهمیت می باشد این است که در صورت نشان دادن بار مثبت، می بایست علامت + در سمت راست و بالای حرف qقرار گیرد و صورت منفی بودن بار علامت + با علامت _جایگزین خواهد شد.

کلام آخر

هدف از تهیه ی این مقاله آشنایی با بار الکتریکی و مشخصات آن و همچنین آزمایش های مرتبط با آن بوده است.