محتويات
تعريف الطاقة الكهربائية
الطاقة هي القُدرة على إنجاز عمل ما أو تطبيق قوة معينة على جسم لتحريكه، وتعرّف الطاقة الكهربائية بأنها الطاقة التي تَنتُج من تَدفُق الشُّحنات الكهربائية، ويُمكن تعريفها أيضاً بأنها الطاقة المُخزَنة في جُسيمات مشحونة داخل حَقل كهربائي وهو المنطقة التي تُحيط بالجُسيم المشحون، وتَستخدم الطاقة الكهربائية قوة الجَذب والتنافُر بين الجُسيمات المشحونة لتحريكها وإنجاز العمل.[١][٢][٣]
تُصنَّف الطاقة بشكل عام إلى فئتين إما طاقة حركية، وهي طاقة الجسم أثناء حركته والتي تتزايد بازدياد سرعته، أو طاقة كامنة وهي ما يتم تخزينه من طاقة في جسم أو مادة بسبب موضعه أو حالته، فعند تغييرهما تتحرر هذه الطاقة المُخزنة، ولكن الطاقة الكهربائية غالباً ما تكون على شكل طاقة كامنة.[١][٢][٣]
توليد الطاقة الكهربائية
يتم توليد الطاقة الكهربائية بطُرق عِدّة من أجل الحصول على الكهرباء، ومن هذه الطُّرق:
المولدات والداينمو
تَستخدم محطات توليد الطاقة الكهربائية المولدات بشكل رئيسي لإنتاج الكهرباء عن طريق الحركة الدورانية للملفات داخله، إذ يحتوي المولد على ملفات نُحاسية مُحاطة بحقل مغناطيسي، وتدور هذه الملفات داخل الحقل مما يُنتِج تيار متردد (AC) داخل السلك، ويعمل الداينمو بنفس طريقة عمل المولد لكنه يُنتِج تياراً مستمراً (DC)، وقد تأتي الحركة الدورانية من حركة قوية من طاحونة الهواء، أو التوربين، أو محرك ديزل.[٤]
البُخار
يقوم مبدأ عمل المحطات التي تعمل بالبُخار على حَرق الوقود الناتج من الفحم، أو البترول، أو غيرها من مصادر الوقود، حيث يتم استخدام البُخار الناتج لتغذية التوربينات، وبالتالي يدور السلك المُسلح الداخلي بفعل دوران هذه التوربينات، مما يؤدي إلى إنتاج التيار الكهربائي.[٤]
الطاقة الكهرومائية
يتم الاستفادة من المياه المُتساقطة لتوليد الكهرباء وتُسمى بالطاقة الكهرومائية، حيث يتم استخدام توربينات كهرومائية تدور شفراتها بفعل قوة المياه المُتساقطة، مما يُسبب حركة المُحرك النُّحاسي الموجود داخل المولد الكهربائي، ومن ثم إنتاج الكهرباء.[٤]
طواحين الهواء
يتم استخدام طواحين الهواء في محطات طاقة الرياح للاستفادة من الرياح في توليد الكهرباء،حيث تقوم طاقة الرياح بتدوير شفرات التوربينات، والتي بدورها تُحرك المُحرك النُّحاسي الخاص بالمولد، وبالتالي يتم توليد الكهرباء، إذ تقوم طواحين الهواء على تحويل الطاقة الميكانيكية التي تنشأ من الحركة إلى طاقة كهربائية.[٤]
الطاقة الشمسية
في هذه الطريقة يتم الاستفادة من أشعة الشمس عن طريق الخلايا الضوئية لإنتاج الكهرباء، ويكون التيار الناتج عن الخلايا الضوئية في الألواح الشمسية تيار مباشر (DC)، إذ تُستخدم عاكسات كبيرة لحصر أشعة الشمس ثم توجهها إلى مُستقبلات تَستخدم تقنيات متنوعة لإنتاج الكهرباء، مثل توربينات الغاز أو البخار، وهذه الطريقة ذات انتشار واسع بسبب زيادة أسعار الوقود، ويُمكن استخدام الطاقة الشمسية في تشغيل مَضخات الريّ الصغيرة وفي شحن بطاريات الأجهزة.[٤]
الكهرباء في العالم
قامت الكهرباء بتسهيل الحياة على الإنسان وأحدثت فرقاً في شتى مجالات حياته، فلا سبيل لحياة سهلة دون وجودها، وفيما يلي بعض الاستخدامات المُفيدة لها:[٥]
- مجال الصحة: يتم تزويد مَعدات الجراحة والمعدات الطبية الحديثة بالكهرباء للعمل.
- العمليات الهندسية: يتم استخدام الكهرباء أثناء عمليات البناء في تشغيل الآلات، مثل أدوات اللحام لتركيب الأبواب والنوافذ.
- التنقل ووسائل المواصلات: تُتيح الكهرباء الوصول إلى أماكن مختلفة من العالم، فبدونها يُصبح التّنقُل شبه مستحيل، فمثلاً لا يُمكن التنقل باستخدام الطائرة دون وجود كهرباء.
- الصناعة والتجارة: تُستخدم الكهرباء في عمليات الإنتاج والتّصنيع لمختلف المواد عن طريق تشغيل الآلات الثقيلة.
- داخل المنازل: تُستخدم الكهرباء في الأنشطة اليومية التي توفّر الراحة، وسهولة العيش داخل المنزل من خلال تشغيلها للآلات المختلفة، مثل الثلاجة، والمايكروويف، وغسالة الملابس، والصحون، والعديد من الأجهزة الأُخرى.
- خارج المنازل: تُستَعمل الكهرباء في عملية إنارة الشوارع، وتَسخين المسابح، ولجَزّ العُشب، ولتشغيل مَرشّات العشب.
- داخل المكاتب: تَحتوي المكاتب على أجهزة عِدّة تستهلك الكهرباء ويَستفيد منها الإنسان، مثل الإضاءة، والمصاعد، وعملية التكييف، والأدوات المكتبية، مثل الماسح الضوئي وغيرها.
- الفضاء: تَستهلك المَعدّات التي يتم إرسالها في عملية استكشاف الفضاء الكهرباء في أثناء عملها، وذلك عن طريق المولدات أو البطاريات الخاصة بها.
- مجال الترفيه: يتم استهلاك الكهرباء حالياً في عملية الترفيه للإنسان، من خلال مُشاهدة التلفاز، والاستماع إلى الموسيقى، واستعماله في تشغيل برامج مُحركات الأقراص لمشاهدة الأفلام، وغيرها من مصادر الترفيه.
المراجع
- ^ أ ب John Simmons, " What is Electrical Energy? - Definition & Examples"، study.com, Retrieved 13-4-2019. Edited.
- ^ أ ب Anne Marie Helmenstine (2-3-2018), " Electrical Energy Definition and Examples "، thoughtco., Retrieved 13-4-2019. Edited.
- ^ أ ب "energy", The Physics Hypertextbook, Retrieved 13-4-2019. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج Natasha Gilani (25-4-2018), "Different Ways to Make Electricity"، sciencing, Retrieved 24-3-2019. Edited.
- ↑ "Uses Of Electricity", byjus, Retrieved 13-4-2019. Edited.
