الطاقة الكهربائيِّة ما هي الكهرباء؟

الطاقةالكهربائيِّة
ما هي الكهرباء؟

حسب النظريةالمكروسكوبية (المجهرية) التي قدمها هندريك انطوان لونتز سنة 1895، 1853-1928 فانالكهرباء هي الطاقة التي تخلقها حركة الإلكترونات في جسم موصل.

ومن هذه الحركة يتولدالتيار الكهربائي. ويمكن أن يتولد تيار كهربائي ،أيضا ،نتيجة فصل إلكترونات عنذرتها عن طريق الاحتكاك أو الحرارة أو المفعول الكيماوي ("قصف"تلكالإلكترونات بإلكترونات أخرى).وهنالك عناصر "تخلي سبيل " ذراتها دون أنيتطلب ذلك جهدا كبيرا: إنها المواصلات (النحاس،الفضة،الألومنيوم).أما الهواء وبعضالمواد مثل الزجاج والمطاط ،فهي عازلة .

تتولد الكهرباء عنالديناموات (مولدات).والدينامو عبارة عن وشيعة يلتف حولها سلك موصل ، وتدور بينقطبين مغناطيسيين.

وقد قام فارديبتجربة، في هذا المضمار سنة1831 وقد قاموشيعة (من الصنف المذكور ) من حقل مغناطيسي ، ثم يبعدها عنه بالتناوب. والتربينهالبخارية هي الأداة المستعملة غالبا لجعل الديناموات تدور. والتربيناتالهيدروليكية هي التي تشغل المحطات الموجودة قرب الشلالات أو السدود كما إن عدد المحطات النووية المعتمدة بدورهالنفس الهدف، في تزايد مستمر.ويستعمل الفحم والمازوت عادة لتسخين ماء التربيناتالبخارية. ولكن الجانب السلبي في هذا يتمثل في كونهما يلوثان الهواء. إضافة إلى هذا فان معدل ما يستهلك منهما الآنيجعلنا نستخلص انهما سيستنفذان بعد حوالي قرنين. فما هو الحل الذي سيتم اللجوءإليه آذاك؟

لا شك إن المشروعالذي أشرنا إليه سينجز، ولكن ذلك لن يتم في وقت قريب وبالتالي فلن تتوافر 20000مليار من الكيلوواطات (ضعف القدر الضروري الآن) سنة 2000، بهذه الطريقة التي ماتزال تنتمي إلى مجال التصور الذهني. بالنظر إلى كل هذا، صيغت مشاريع أخرى، وهيالآن قيد الدرس.وهناك واحد من بينها يقتضي استعمال الطاقة الناتجة عن المد. بل إنهناك مصنعا يشتغل بهذه الطاقة في فرنسا (يشرف على مصب "الرانس"ببريطانيا)وينتج حوالي 30000كيلوواط.

تاريخ الكهرباء:

اصل كلمة كهرباءالعربية كهربا ( وهو صمغ شجرة اذا حك صار يجذب التبن نحوه).

فالكهرباءالستاتيكية (السكونية) هي أول ما عرف من أشكال الكهرباء . ويمكن بالفعل أن تتولد

إذا ما حكت قطعةراتنج (مادة صمغية تنتجها بعض النباتات ) شبيهة بالعنبر...

بعد ذلك بمائةوثلاثين سنة . الإنجليزي ستيفن غراي (1670-1736) جمع لائحة تتضمن أسماء العناصرالموصلة والعناصر العازلة للكهرباء .وفي 1733،اكتشف الفرنسي شارل دوفاي1698-1733وجود شحنة كهربائية موجبة وأخرى سالبة: إن الشحنتين من طبيعة واحدةتتنابذان، وشحنتين متعارضتين تتجتذبان.

كانت أول بطاريةكهربائية هي "قنينة ليد "(وليد هو اسم المدينة الهولندية التي اخترعتفيها).تلك كانت قنينة مليئة بالماء سدادتها الزجاجية يخترقها مسمار يطالالسائل.وعن طريق المسمار، تبث شحنة في الماء المعزول داخل الزجاج. فإذا احدث تماسبين المسمار وموصل آخر تنتج عن ذلك شرارة.

وفي 1752، تمكنالأمريكي بنجامين فرنكلين 1706-1790، في وقت كانت خلاله السماء تبرق وترعد،منتوجيه البرق في لحظة ما إلى قنينة ليد، باستعمال طيارة ورقية، مبرهنا بذلك على كونالعواصف الرعدية من طبيعة كهربائية. وتوالت التجارب والاكتشافات بسرعة. فصنعالكسندر فولتا أول بطارية كيميائية (حوالي 1800)، اذا وضع اسطوانات من فضة وأخرىمن توتياء ، تفصل بينهما حلقات من ورق مقوى مشرب بالماء المالح.

وفي سنة 1820، ابرزالدنيماركي ويرستد (1777- 1851) إن هناك علاقات وثيقة بين الكهرباء والمغناطيسية.وذلك ما أكده اندري ماري امبير، إذ أوضح ان القضيب فولاذي ممغنط نفس خصائص الوشيعةالمكهربة. وقد اخترع هذا الأخير، "المقياس الغلفاني" لقياس قوة التيار.وفي 1826، فسر غ. س. اوم (1787-1854) ظاهرة إيصال أجسام صلبة للكهرباء، ووضعتعريفا للجهد الكهربائي(قوة دافعة كهربائية)، ومفعوله على الموصلات.

وفي 1864، قدمماكسويل 1831-1879، في نظريته الكهرطيسية، تركيبا لكل المعارف المتعلقة بالكهرباء.واخيرا، قدم البرت انشتاين تفسيرا لمجمل الظواهر الكهرطيسية في اطار نظريتهالنسبية.

الطاقة الكهربائيةفي المستقبل!

يعود30%من المنتوجالكهربائي العالمي إلى الولايات المتحدة (أي أنها تنتج 2356 مليار كيلوواط) وهيتملك المحطة الكهربائية الثانية في العالم من حيث الأهمية (سد"غراندكوليه" طاقته: 9،8 ميغاواط) بعد محطة ايتايبو (البرازيل، البراغواي)، التيتشتغل منذ 1982 وتنتج 12،6 ميغاواط. وفي 1987 كان الاتحاد السوفيتي (ولم يكن بعدقد انقسم إلى دول عديدة) يحتل المرتبة الثالثة (سعة:1295 مليار كيلوواط).وهناك عددمن الدول يزداد فيها استهلاك الكهرباء بنسبة اكبر من تلك التي يزداد بها فيالولايات المتحدة. ومع هذا، يتوقع أن يستغل في هذه الدول ربع المنتوج العالمي ،سنة2000.

إن التطورالتكنولوجي يمكن من سد الحاجات الآنية في هذا المضمار.ولكن لن تتفاقم أزمة الطاقةبشكل مقلق قبل القرن الواحد والعشرين. إلا أن الوقت والمال اللازمين لتحقيقالمشاريع المشار إليها أعلاه يحسبان بالعقود وبالملايير.والكثير من الخبراء في هذاالمجال يرون انه من الواجب الشروع في معالجة المشكل الآن، قبل أن يفوت الأوان.

الكهرباء أحد اكثرمصادر الطاقة وفرة. فهي موجودة في كل شئ. وتمدنا الكهرباء بالحرارة والضوء. وهيالتي تسبب القوة المحركة للمحركات التي تسير القاطرات والشاحنات والمعدات الآلية.

وبدون الكهرباء لنيكون لدينا راديو أو تلفزيون أو تلفون .
ما هي الكهرباء؟

الكهرباء هي قوةموجودة في جميع المواد الصلبة والسائلة والغازية. تتكون المادة من ذرات (اصغرجسيمات يمكن أن ينقسم إليها أي شيء).وتحتوي حبة الرمل الواحدة على آلاف الملايينمن الذرات. والجزء الخارجي من الذرة يحتوي على جسيم(أو اكثر) يسمى الكترونا.أما فيداخل الذرة، عند المركز فتوجد نواة صغيرة تتكون من جسيمات تسمى بروتوناتونيوترونات.

الالكتروناتوالبروتونات :

يفترض إنالإلكترونات عليها "شحنة سالبة" وان البروتونات عليها "شحنةموجبة". وفي العادة يتساوى عدد الالكترونات مع عدد البروتونات . لكن في بعضالمواد، خصوصا الفلزات ،تكون للذرات الكترونات لها حرية الحركة فيما بين الذرات .

التيار الكهربائي:

إن الكهرباء التينستخدمها في التسخين والإضاءة والأغراض الأخرى تسمى "تيار كهربيا". يسريالتيار الكهربائي في أسلاك الفلز على هيئة إلكترونات تتحرك بين ذرات الفلز وكلالكترون له شحنة كهربية.ومع تحرك الاكترونات تتنقل الشحنات على طول السلك بسرعةعالية جدا.

المولداتالكهربائية:

هنالك طريقتانرئيسيتان للحصول على التيار الكهربائي أولهما توليده في بطارية من تفاعلات كيماويةوالثانية إنتاجه بالتأثير أو الحث الكهرمغنيطي باستخدام اله تدور ملفا في مجال مغنطيسي (أو تدور مغنطيسا في ملف سلكي)وهذه الإله تسمى مولدا كهربائيا (والصغير منها يسمى أحيانا دينمو) واسهل طريقهلتطبيق هذا المبدأ عمليا هي تدوير ملف سلكي بين قطبين مغنطيس دائم وهذا في الواقعهو ما فعله فإرادي عام1831 وليس من المبالغة القول أن نمط حضارتنا الحالية وطرقالمعيشية تعتمد إلى حد بعيد على اكتشافه ذلك فبدون الكهرباء تعدم وسائل الحياةالعصرية فلا أناره ولا تدفئه ولا وسائل نقل للملايين بالقطارات الكهربائية ولامصاعد ولا مكنات للمصانع ولا مئات من الأدوات والاجهزة الكهربائية التي نستخدمهايوميا كان أول مولدات فإرادي نموذج مختبري صغير يدار باليد أما في محطات توليدالقدرة الحديثة.

فتدار المولداتبوسائل ميكانكية وفي المحطات التي تعمل بالفحم أو بالزيت أو الطاقة النووية تدارالمولدات بعنيفات (تربيات)بخارية وتتصل التربيات بالمولدات وتسمى المجموعة مولداتربينيا وفي المحطات الكهربائية تدوير المولدات.

بالتوربيناتالمائية ولاعتماد هذه المحطات على القدرة المائية تشيد في مواقف الشلالات الطبيعيةأو متساقط المياه الصنعية على مجاري الأنهر . ويبنى لهذا الغرض سد لحصر مياهالمسقط وتحويلها في أنبوب ضخم لتدير بسقوطها إلى المستوى الخفيض تربينا مائياومجموعه الموالد التربيني على اختلاف أنواعها هي وسيله لتحويل الطاقة الميكانيكيةإلى طاقه كهربائيهة وقد أستنبط العالم البريطاني جون فلنع قاعدة تساعد في تحديداتجاه التيار المستولد في مواصل عندما يحرك في مجال مغنطيسي وتعرف لقاعدة اليداليمنى وإذا كان الموصل المدار بهيئة ملف فمن الواضح أن التيار سيغير اتجاهه كلنصف دوره فالتيار الذي ينتجه هذا النوع من المولدات يتغير من الصفر إلى الذروة فياتجاه معين ثم ينخفض إلى الصفر عندما يتعامد الملف مع المجال ثم ينعكس اتجاهالتيار في الملف ويبلغ الدورة في الاتجاه المعاكس قبل أن يعود ثانيه إلى الصفروهذا .التواتر التياري يسمى تيارا مناويا .والتردد هو عدد المرات التي تتكرر فيمامده الدورة في الثانية .

والتيارات المولدةفي جميع محطات توليد القدرة وهي تيارات متناوبة لان هذه التيارات يمكن تغييرهابسهوله محول كهربائية .

في المولداتالصغيرة كدينامو الدراجة مثلا يحصل على مجال المغنطيسي من المغنطيس دائم أماالمولدات الضخمة فتستخدم المغانط الكهربائية وتدور داخل الملف السلكي وليس العكس .

والتأثير الحاصل هونفسه، فالتأثير في هذا الحالة يتولد الملف الثابت (العضو الساكن) بتحريض (آوحتى)المجال المغنطيسي المتغير الحاصل في المغنطيسي الدوار (العضو الدوار).
البطاريات:

للبطارية طرف سالبوطرف موجب، وعندما يوصل سلك بين طرفين تسرى عبره الإلكترونات من الطرف السالب إلىطرف الموجب.

البطارية الجافة :

هي كتلك التينستخدمها في راديوا الترانزستور أو مصباح البطارية اليدوي، تتحرر الإلكتروناتبالتأثر الكيميائي لكلوريد الأمونيوم {ملح النشادر}على الزنك .ومع استخدامالبطاريات ستنفذ الكيماويات الموجودة بها حتى يتوقف تحرر الإلكترونات .عندئذ تخمدالبطارية ، المركز الحمضي الرصاص: وهو نوع البطاريات المستخدمة فالسيارات ،يحدثالتفاعل الكيميائي بين الرصاص والحامض الكبريتيك .هذا النوع من البطاريات يمكنشحنه مرة ثانية ، حيث توصل البطارية بمصدر للتيار الكهربائي وتعاد الإلكترونات مرةأخرى إلى حيث كانت من قبل في الذرات.

المولداتالكهربائية:

تنتج هذه المولداتمعظم الطاقة الكهربائية التي تولدها محطات توليد القدرة في العالم يعتمد عملالمولدات على العلاقة الوثيقة بين الكهربية والمغناطيسية فعندما يتحرك مغناطيس فيسلك على شكل ملف فان تياراً كهربياً يستحث (ينتج) في سلك معظم مولدات محطات توليدالقدرة بها مغناطيسات ضخمه تتحرك في ملفات سمكية النحاس أو ملفات تدار حول مغناطيسات وتدار معظم المولدات بواسطة توربيناتوالتوربينات عبارة عن عجلات إلى حد كبير طارة السفينة البخارية وهي تدار بالبخارأو الماء أو الغاز.

نقل الكهرباء :

يمكن نقل القدرةالكهربائية لمئات الكيلو مترات من محطات توليد القدرة إلى منازل والمصانع والمدارس وغيرها من المنشآت التي تستخدمهاتنتقل الكهرباء عبر الكابلات ممتدة عبر الأرض أو عبر خطوط الضغط العالي الممتدة علىارتفاع عال فوق الأرض وتمر القدرة الكهربائية في طريقها بعدة محولات بعض المحولات يزيد من الضغط (الجهد)الكهربي بحيث لا تفقد كهرباء أثناء الانتقال لمسافات طويلة وهناك محولات تخفضالضغط(الجهد)حسب الطلب.

ما هي طبيعة الطاقةالكهربائية ؟
إن الإلكترونات متحركة وفي المعادن تتحرك بحرية مننقطة إلى أخرى وفي أحد أنابيب التلفزيون تجتاز الفراغ المسافة القصيرة التي تفصلبني الشاشة والاقنية الاكترونية ويملك كل الكترون طاقة إضافية سلبية وتحركها يؤديإلى وجود التيار الكهربائي . وفي غياب القوة فان الاكترونات تبقى جامدة وينعدموجود.

التيار ولتحريكالاكترونات يكفي تشغيلها بواسطة القوة الكهربائية ونعلم جيدا إن طاقتين كهربائيتينمتناقضتين، تجتبذان بعضهما البعض، والالكترونات تدخل شبكة معدنية يمكن جذبهابواسطة الجانب الإيجابي للبطارية.

وفي غياب الاحتكاكوخاصة في الفراغ فان الالكترونات المتسارعة على طاقة معينة حتى تصل إلى وقت تبلغفيه الأنوار (القطب الموجب). هذه الطاقة ناتجة من شحن الالكترونات بالطاقةالكهربائية، والتي تكون وجدتها الفولت بين نقطة الانطلاق ونقطة الوصول، فطاقةالحركة للمتزلج توازي الفرق في طاقة القوة بين نقطة الانطلاق ونقطة الوصول. وعلىسبيل المقارنة فان قوة المولد موازية لارتفاع السد ، والقوة الكهربائية موازيةلقوة المياه .إن القدرة التي يستوعبها محرك ما تكون"VI " وال "V "هي الفولتاج،الذي يغذي المحرك ، وال "I" هي حجم التيار الكهربائي الذي يجتاز بوبيناتالمحرك .لماذا ينفجر بعض الأجسام ؟

لماذا يحدث انفجارفي مكان مغلق إذا دمجنا بين الهواء والنفط وعمدنا إلى تمرير شرارة ما ؟ ببساطه لانفي الانطلاق لدينا الهيدروكاربور الذي هو النفط ذرات من الكربون مرتبطه بذرات منالهيدروجين. وهكذا تقوم الشرارة بتدمير العلاقات بين الكربون والكربون من جهة،والكربون والهيدروجين من جهة أخرىلتكوين علاقة كيميائية جديده مازجة هذه الذرات بأوكسجين الهواء مما يعني الانفجار.
هل يمكن استعمالالمياه كمحروقات بدلا من النفط ؟

حسب مبدأ إن أي الهحرارية لا يمكنها القيام بأي عمل إلا إذا اقترضت الحرارة من مصدر حار وإعادتها إلىمصدر بارد ، وفي الواقع إن جزءا واحدا من الحرارة التي تبعثها هذه المصادر الحارةتتحول إلى طاقة ميكانيكية .
إذا من أين تأتيهذه الحرارة ؟

النفط ؟ في محركالسيارة يأتي المصدر الحار من احتراقالنفط الذي يحتوي فقط على ذرات منالكاربون والهيدروجين واثناء الحركة تمتزج هذه الذرات مع أوكسجين الهواء لتشكيلجزيئات من ثاني اوكسيد الكربونCO2 والمياه H2O وهذه الجزيئات تملك طاقات وصل اكثر أهمية من تلكالتي تصل ما بين الكربون والهيدروجين في النفط ، ولشرح ذلك بصورة أخرى فان جزيئات الCO2،والH2O والأكثر استقرار منالنفط تحتاز بطبيعتها إلى طاقة من اجل التكوين فنقول عندها بأنها مرتبطة بقوةوعليه فان جزء من الأساسية لم يعد يستعمل ويتبخر على شكل حرارة وهذا ما نطلق اسم (احتراق النفط) .

امل الاستفادة للجميع

دمتم برعاية الله

معلومات مفيدة

بوركت جهودك

اطيب امنياتي و احترامي وتقديري

موضوع حلو ومهم كتير تخيل نحن بدون كهرباء ,كيف بدنا نعيش:-(

يسسلمو كتير أمبراطور..

سلمت وقلمك بأبداع ..

^_^

أرق أمنياتي..

جاكلين

مشكورة على المرور العطر

دمتي برعاية الله

الاخت شهرزاد

ميرسي على المرور العسل

بلا الكهرباء كانت لعالم فاتت بعض

هههههه

دمتي برعاية الله

مرسي مرسي ع المواضيع الحلووووووووووووووو ه
دمت ودام قلمك

اخت سالي

مشكورة على المرور العسل

نورتي لموضوع

دمي برعاية الله

معلومات حلوة كتير كتير

ميرسي الك صلاحوووو

دمت بخير

نورت الموضوع بمرورك الكريم والرائع طير الغالي

دمت برعاية الله

يسلمووو هالآيدين على هالشي الحلو
دمت بكل الود والاحترام
تمينياتي لك
بالتوفيق

» بروجكت سيندكيت : الطاقة النووية.. المخاطر تفوق المنافع
» الطاقة الشمسية.. من البكيني الى الحقائب!!!!
» مرسيدس بيو مي..أول سيارة تمتص الطاقة الشمسية خلال سيرها....