فصل 8 – بار الكتريكي
انسان از زمانهاي بسيار دور با پديده هايي مشابه آن چه بيان شده آشنا بوده است. بررسي اين پديده ها و تلاش براي درك علت آنها باعث پيشرفت دانش و فناوري بسيار گسرتده اي در اين زمينه شده است. به اين مبحث از دانش الكتريسته گفته مي شود . براي بررسي الكتريسته ، ابتدا بايد با كميتي به نام بار الكتريكي آشنا شويم. وقتي ميله اي پلاستيكي را با پارچه اي پشمي مالش دهيم. به علت مالش ميله با پارچه ، در ميله تغييري ايجاد مي شود و ميله خاصيت جديدي پيدا مي كند ازاين رو تكه هاي كوچك كاغذ را جذب مي كند. در اين صورت مي گوئيم ميله داراي بار الكتريكي شده است. وقتي دو جسم با يكديگر مالش داده شوند، معمولاً هر دو داراي بارالكتريكي مي شوند. مشاهده آثار باردار شدن جسم ها، اين واقعيت را نشان مي دهد كه وقتي دو جسم داراي بار الكتريكي مي شوند ،‌بر يكديگر نيرو وارد مي كنند، برسي و تحليل آزمايش هايي نظير فعاليتي كه شما انجام داديد در واقعيت را نشان مي دهد.
الف) نيروي الكتريكي موجود بين جسم هايي كه داراي بار الكتريكي هستند، گاهي ربايشي و گاهي رانشي است.
ب) دو نوع بار الكتريكي وجود دارد.
دو نوع نيرو، دو نوع بارالكتريكي:
ديديم كه نيروي الكتريكي، موجود بين پارچه و بادكنك ربايشي است اما دو بادكنكي كه با يك پارچه مالش داده شده اند، يكديگر را مي رانند، يعني نيروي الكتريكي بين آنها ، رانشي استف هر دو بادكنك با يك پارچه مالش داده شده اند. در نتيجه، بار الكتريكي آن ها يكسان است. وجود نيروي ربايشي بين پارچه و بادكنك و نيز نيروي رانشي بين دو بادكنك ،‌نشان مي دهد كه وقتي پارچه و بادكنك به يكديگر مالش داده مي شوند،‌بارهاي الكتريكي ايجاد شده در آن ها، يكسان نيست.
زيرا اگر بار الكتريكي پارچه و بادكنك يكسان باشد، بايد پارچه ، بادكنك را براند. از يكسان نبودن بارالكتريكي پارچه و بادكنك مي توان نتيجه گرفت كه دو نوع بارالكتريكي وجود دارد. دانشمندان براي تشخيص بارهاي الكتريكي از يك ديگر آن ها را نامگذاري كرده اند. بارالكتريكي كه در بادكنك ايجاد مي شود (و بارهاي مشابه آن) را بار الكتريكي منفي و بار الكتريكي كه در پارچه ايجاد مي شود ( و بارهاي مشابه آن) را بارالكتريكي مثبت مي نامند.
بررسي چند آزمايش نظير آن چه شما انجام داده ايد به ما كمك مي كند تا به دو قاعده ي اساسي الكتريسته درباره ي نيروهايي كه دو جسم باردار به يكديگر وارد مي كنند، پي ببريم:
1 – دو جسم كه بارالكتريكي همنام دارند (هر دو منفي يا هر دو مثبت) بر يكديگر نيروي رانشي وارد مي كنند.
2 – دو جسم كه بار الكتريكي غيرهمنام (يكي منفي و ديگري مثبت) دارند، بر يكديگر نيروي ربايشي وارد مي كنند.
معمولاً در برق نماها تيغه هاي پائين را به شكل دولا مي سازند تا براحتي حركت كند. همان طور كه در بخش ماده و تغييرات آن خوانديد، مواد از اتم ساخته شده اند. هر اتم از تعدادي پروتون (P) و نوترون (n) كه هسته ي آن را مي سازند و تعدادي الكترون كه بدور هسته در حال چرخش هستند، ساخته شده است . بارالكتريكي يك پروتون مثبت و از نظر اندازه – برابر با بار الكتريكي الكترون (منفي) است. در يك اتم در حالت عادي تعداد پروتون ها هميشه با تعداد الكترون ها مساوي است.
در نتيجه چون اتم در حالت عادي داراي دو نوع بارالكتريكي مثبت و منفي به مقدار مساوي است اتم از نظر بارالكتريكي خنثي است. اما اگر از يك اتم، الكتروني جدا شود چون تعداد پروتون هاي آن بيشتر از تعداد الكترون هايش مي شود. ديگر از نظر بار الكتريكي خنثي نيست و داراي بارالكتريكي مثبت مي شود.

همچنين، اگر تعدادي الكترون به يك اتم افزوده شود، اتم داراي بار الكتريكي منفي مي شود . بايد توجه داشت كه باردار شدن اتم ها فقط از طريق انتقال الكترون انجام مي شود و پروتون ها در اين كار نقش ندارند، زيرا پروتون ها ذرات سنگين هستند كه با نيروي بسيار زيادي در هسته ي اتم نگهداشته شده اند و نمي توان آن ها را به راحتي الكترون از اتم جدا كرد.
القاي بارالكتريكي :
با باردار كردن اجسام به روش مالش دادن آشنا شده ايد.معمولاً از روش مالش براي باردار كردن اجسام غيرفلزي استفاده مي شود.
آذرخش (صاعقه) برقگير
ابرها به علت مالش به هوا يا كوههاي بلند، داراي بارالكتريكي مي شوند. اگر قطعه ابر بارداري به زمين نزديك شود. بين ابر و بلندتري نقطه ي زمي در يك منطقه مثلاً قله ي يك كوه بلند، جرقه ي الكتريكي در واقع جهش الكترون ها از يك جسم به جسم ديگر است. اين عمل با نور و گرما همراه است. گاهي طول جرقه بين ابر و زمين (با دو قطعه ابر) به چند كيلومتر مي رسد. اين عمل را تخليه الكتريكي مي نامند.
به تخليه الكتريكي بين ابر و زمين آذرخش يا صاعقه گفته مي شود.اگر آذرخش به محل مسكوني يا مزرعه برخورد كند،‌ خسارت ها ي جبران ناپذيري ايجاد مي كند. براي حفاظت ساختمان هاي بلند از خطر اصابت آذرخش،‌از وسيله ي بسيار ساده اي به نام برقگير استفاده مي كنند. برقگير يك ميله ي فلزي مكنت (معمولاً مس) است كه در بالاتين نقطه ي ساختمان هاي بلند نصف مي شود. اين قطعه ي مسي كامل مس به زمين مرطوب در زير ساختمان وصل مي شود. در صورت نزديك شدن ابر باردار به ساختمان، بارالكتريكي ابر توسط برقگير، در زمين تخليه مي شود و ساختمان از آسيب مصون مي ماند.