تعريف الطاقة الكهربائية باختصار
تعريف الطاقة الكهربائية باختصار، تعد الطاقة الكهربائية بشكل عام هي تلك القدرة في القيام بأي عمل يذكر، ولهذه الطاقة عدة أشكال كثيرة نستخدمها في حياتنا اليومية ومن أهم هذه الأشكال هي الطاقة الكهربائية، والتي تمتاز بأنها تلك الطاقة التي يمكن أن تستخدم بكل سهولة.
محتويات المقال
[ عرض ]
الطاقة الكهربائية
- هذه الطاقة من الممكن تحويلها لأشكال عدة من الطاقة، ولكن من الصعب بشكل كبير تخزينها بكميات ضخمة، ولقد تنوعت استخدامات الكهرباء، وأيضاً تنوعت مجالاتها بشكل كبير.
- فيتم استخدام تلك الطاقة في تشغيل العديد من الأجهزة الكهربائية وأيضاً استخدامها في عملية تدفئة المنزل وكذلك عمليات النقل.
- كما تستخدم الطاقة في العمليات الصناعية وكذلك العديد من الاستخدامات الخاصة بالمسكن وأيضاً العديد من التطبيقات الصعبة.
- نجد أن الطاقة الكهربائية تمثل نحو اثني عشر بالمائة من مجموع العديد من الأنواع المختلفة للطاقة والتي تستخدم على مستوى العالم بأكمله كمولدات للطاقة الأساسية.
- يتم التعبير عن الطاقة الكهربائية بأنها تلك الطاقة التي يتم تخزينها بداخل المجسمات خاصة المجسمات المشحونة الموجودة في الذرة والتي تقوم بتوليد مجالًا كهربيًا يساعد على الإحاطة بها.
شاهد أيضًا: قانون طاقة الوضع الكهربائية
كيف تنشأ القوة الكهربائية؟
- من هنا تنشأ قوة كهربائية بين كل من الجسيمات وكذلك الجسيمات المشحونة هذا يحدث داخل المجال الذي يعرف بالمجال الكهربي.
- بذلك يمكننا القول بأن القوة التي تنشأ من خلال المجال الكهربي هي التي تقوم بجعل الجسيمات المشحونة في حالة حركة أي أنها تقوم ببذل الكثير من الشغل.
- ويمكن الإشارة هنا إلى بأن الطاقة الكهربائية تعد من المصادر الثانوية للطاقة وهذا يعني أنه لا يمكن تعدينها وكذلك استخراجها من داخل باطن الأرض كما مثلًا في الفحم الحجري.
- بل تعد الطاقة الكهربائية انه مشتقة من عدة مصادر طاقة أولية مثل الفحم وكذلك الغاز الطبيعي وأيضًا التفاعلات النووية وما إلى ذلك من طاقات أولية كطاقة الرياح وكذلك الطاقة الشمسية.
تخزين الطاقة الكهربائية
- يعمل تدفق الكثير من الإلكترونيات على خلق ما يعرف بالتيار الكهربائي حيث تتدفق الإلكترونيات نتيجة حدوث تأثير لها من خلال المجالات الكهربائية الأخرى.
- كذلك التأثير ببعض المجالات المغناطيسية والتي تتواجد مترابطة معًا وهذا يعمل على إمكانية إيجاد الطاقة الكهربائية التي تقوم بدور المحرك للشاحنات.
- ومن هنا أصبح من الممكن العمل على تخزين هذه الطاقة وذلك من خلال استخدام العديد من المكثفات وكذلك البطاريات من أجل الاستفادة بشكل كبير من هذه الطاقة في العديد من التطبيقات.
- كما يمكننا العمل على توصيل الكهرباء بكل سهولة وذلك من خلال الأسلاك المضغوطة.
- تلك الأسلاك المضغوطة تصنع من مواد جيدة التوصيل للكهرباء بشكل كبير مثل المعادن.
- حيث أننا نجد أنه يطلق بشكل كبير على النظام الخاص بنقل الطاقة الكهربائية اسم غير معروف للعديد من الناس وهو مسمى الشبكة الكهربائية.
تطبيقات الطاقة الكهربائية
- يعد ما نستخدمه من تيار كهربي في تشغيل الكثير من الأجهزة الكهربائية فهو مثال واضح على هذه الاستخدامات للطاقة الكهربائية وإمكانية تحويلها إلى طاقة حرارية كذلك.
- حيث يستطيع أن يحول الطاقة الكهربائية إلى الطاقة الحرارية أو قيامه بتحويل إلى الطاقة الضوئية أو الطاقة الميكانيكية وغير ذلك من أنواع الطاقات المختلفة التي من الممكن التحول إليها.
- كما نجد أن البطاريات تعد المصدر الأساسي وجيد لكميات كبيرة من الطاقة الكهربائية فليس هناك أدنى شك بأنها مصدر لا يمكن الاستغناء عنه.
- لكننا نجد أن التيار الكهربائي الذي ينتج عن البطاريات هو عبارة عن تدفق للعديد من الأيونات المعدنية التي تستخدم في البطاريات وذلك بدلًا عن استخدام الإلكترونيات.
- انه من المهم قوله هو أن الطاقة الكهربائية تقوم بدور كبير وأساسي في أجسام الكائنات الحية.
- فيعد وجود الطاقة الكهربائية وكذلك التيار الكهربائي الموجودات داخل الجسم يعتبروا أساس لكل الاستجابات العصبية المتنوعة وكذلك الحركة الخاصة بالعضلات.
- فهذا يعمل على تركز الأيونات الخاصة بالهيدروجين أو الخاصة بالإلكترونات أو تركز أيونات أخرى تكون على جانب واحد من الجوانب الخاصة بالأغشية العصبية.
- فهذا يقوم في عمل تجاذب ومن الممكن كذلك أن يقوم بالتسبب في عمل التنافر وثم يحدث بعد ذلك انقباضات وكذلك انبساطيات تقوم بتمثيل تلك الاستجابات العصبية.
آلية توليد الطاقة الكهربائية
- لقد قام العالم البريطاني مايكل فاراداي واكتشف وسيلة من أجل توليد الطاقة الكهربائية وذلك في الربع الأول الخاص بالقرن الرابع عشر.
- لقد حدث ذلك من خلال إدخال حلقه أو ما يشبهها مثل القرص المعدني مثل النحاس حيث أن النحاس يعتبر جيد التوصيل للكهرباء داخل أي مجال مغناطيسي.
- هذا المجال المغناطيسي لابد أن يكون ناتج عن العديد من الأقطاب المغناطيسية مما يعمل على بناء مجال كهربائي يعمل على تحرير الأيونات وكذلك الإلكترونيات السالبة.
- وذلك يتم تحت تأثير قوي جدًا من التجاذب وكذلك التنافر الكهربائي الذي يعمل على البناء الجيد للمجال الكهربائي.
- فنجد أن إلكترونيات تقوم بالانجذاب نحو الأيونات وكذلك البروتونات ذات الشحنة الموجبة وتقوم بالتنافر مع الكثير من الإلكترونات وكذلك الأيونات التي تتمثل معها في الشحن.
كيف يتم توليد الطاقة من محطات توليد الطاقة؟
- يتم العمل على توليد الطاقة الكهربائية من خلال محطات توليد الطاقة الكهربائية والتي يمكن أن تستخدم العديد من مصادر الوقود مثل طاقة الفحم وكذلك النفط وأيضاً الغاز.
- ومن أنواع الوقود المستخدم أيضاً الطاقة النووية وذلك لإنتاج الحرارة التي نحتاجها من أجل تسخين المياه حتى تصل لدرجة الغليان.
- ومن هنا يمكن توليد البخار الذي يمكن استخدامه في إمكانية تشغيل التوربينات البخارية وذلك يتم تحت ضغط مرتفع.
- حيث يتصل التوربين بذلك المولد الكهربائي الذي يمكن أن يعمل بالطاقة خاصة الطاقة الكهرومغناطيسية وذلك من أجل إنتاج الكهرباء والعمل على توصيلها إلى الشبكة عن طريق عدة أسلاك مواصلة.
- كما تشترك المحطات الخاصة بتوليد الكهرباء بعدة أجزاء أساسية والتي تعتبر ذات أهمية كبيرة من أجل عملية القيام بتوليد الكهرباء.
الأجزاء الأساسية في محطات توليد الكهرباء
- وحدة الغليان تعمل وحدة الغليان على تسخين المياه حتى تصل لمرحلة الغليان وتصبح بعد ذلك بخارا هذا البخار يكون ذا ضغط عالي وذلك من خلل استخدام مصادر طاقة عديدة.
- من أمثلة مصادر الطاقة التي تستخدم الفحم وكذلك النفط وأيضًا الغاز هذا بالإضافة إلى الغازات الناتجة عن احتراق الكتلة الحيوية وكذلك الناتجة عن احتراق معالجة النفايات.
- هذه المصادر تختلف من حيث إصابة البيئة بعدة أضرار من خلال عدة الانبعاثات مختلفة للعديد من الغازات مثل غاز ثاني أكسيد الكربون بالإضافة للعديد من الغازات السامة.
- المولد الكهربائي والتوربينات يستخدم هذا المولد بخار الماء خاصة بخار الماء فائق التسخين الذي تم تسخينه في الوحدة الخاصة بالغليان.
- هذا البخار هو المسؤول عن تحريك الشفرات الخاصة ب التوربينات والعمل على تدويرها والتي تكون على اتصال بالملف النجاشي داخل المجال الكهربي.
- فيؤدي كل ذلك لعملية الدوران داخل المجال المغناطيسي ومن هنا تتولد الطاقة الكهربية في نفس ذات الوقت.
- مياه التبريد عند استخدام لبخار وانتقاله للتوربينات لابد من عملية تبريده وكذلك تكثيفه.
- وذلك من خلال القيام بعملية التبريد اعتمادًا على المياه التي يمكن ضخها من خلال بحيرة أو نهر قريب أو عن طريق استخدام تقنية مميزه جدًا وهي أبراج التبريد.
شاهد أيضًا: قانون طاقة الوضع الكهربائية
مصادر توليد الطاقة الكهربائية
- نجد أنه يوجد العديد من المصادر التي تتولى توليد للطاقة الكهربائية والتي سوف نذكرها بالتفصيل كما يلي:
1- مصادر حرارية
- الأغلبية من محطات التوليد للطاقة الكهربية تقوم باستخدام الوقود من أجل تسخين المياه التي تكون الحاجة إليها لتوليد البخار والقيام باستكمال الدورة الخاصة بتوليد الكهرباء التي تسمى بدورة رانكن.
- ويقوم القانون الثاني للديناميكا الحرارية بالحكم على جميع المحطات الخاصة بالكهرباء.
- فإن هذا يعني أن المحطات الكهربائية لا تستطيع تحويل الطاقة الحرارية الخاصة بها لكهرباء بمقدرة عالية ومن الأدلة على ذلك تلك المصادر الحرارية التي تستخدم من أجل توليد الطاقة الكهربائية.
2- الوقود الحفري
- تقوم المحطات المسؤولة عن توليد الطاقة الكهربائية بحرق الكثير من أنواع الوقود الحفري مثل النفط وكذلك الفحم من أجل إنتاج بخار الماء الذي لابد منه لتشغيل محطة توليد الكهرباء.
- وعندما نتحدث عن محطات الغازية لتوليد الكهرباء حيث تقوم هذه الغازات بتشغيل التوربين فتقوم شفراته بعملية الحركة والدوران في نفس ذات الوقت.
- وإذا تحدثنا عن محطات توليد الكهرباء والتي لها دور مركبة فنجد أنها تستخدم ما يعرف باسم المولد البخاري وذلك من أجل زيادة الإنتاج من الكهرباء.
- مما لا شك فيه أنه في عام ألفان وسبعة عشر قام العالم بجامعة بإنتاج نحو أربعة وستون وخمسة من العشرة في المائة من حاجة العالم للكهرباء معتمدا على الوقود الحفري.
3- الوقود النووي
- من الجدير بالذكر أنه يوجد تشابهه كبير بين عملية توليد الكهرباء في المحطات الخاصة بالطاقة النووية مع محطات توليد الكهرباء والتي تستخدم الوقود الحفري.
- ولكن محطات الوقود النووي تقوم بالاعتماد على حرارة تلك الأنشطة النووية وذلك بدلًا من القيام بحرق العديد من أنواع ذلك الوقود الحفري من أجل إنتاج بخار الماء.
- كما أن هذه المحطات تتميز بقلة الانبعاثات التي تخرج من تلك المحطات وتضر البيئة والتي تكون قادرة على تلويث الهواء.
- تلك المحطات النووية لا تحتاج للكثير من الكميات من الوقود وذلك على عكس غيرها من تلك المحطات الأخرى لتوليد الكهرباء والتي تعرف باسم محطات توليد الكهرباء التقليدية.
4- مصادر متجددة
- عند الانتقال للحديث عن محطات الطاقة الكهربائية ذات المصادر المتجددة فنجد أنها تتميز بأنها تكتسب طاقتها من خلال المصادر الخاصة بالطاقة المتجددة والتي تعتبر طاقة لا تنفذ.
- تعتبر المصادر المتجدد للطاقة غير متوفرة في جميع الأوقات وكذلك جميع الأماكن وهذا ما جعل المحطات تصبح متقطعة في إنتاجها كما تعتبر غير مهيأة للاعتماد عليها بشكل أساسي وكبير.
أمثلة من مصادر الطاقة المتجددة
1- طاقة المياه
- تنتج الطاقة الكهرومائية من خلال العمل على تخزين الكميات الكبيرة من المياه التي توجد في السدود وأيضًا السماح لتلك المياه بالتدفق من خلال البوابات ثم تمر عبر ما يعرف ب التوربينات المائية.
- من أجل توليد الكميات الهائلة من الكهرباء التي تعد كهرباء صديقة للبيئة كما أنه يمكن العمل على استغلال الأنهار الجارية وذلك للعمل على إنتاج كميات كبير من الطاقة الكهرومائية.
- وتعد هذه الطريقة محكومة بالبحث عن المواقع المناسبة وإيجادها من أجل بناء السد وكذلك بناء محطة توليد الطاقة الكهرومائية.
- فنجد أن الطاقة الكهرومائية من المصادر المتجددة والهامة في حياة الإنسان.
شاهد أيضًا: مصادر الطاقة الكهربائية وأنواعها
في نهاية تلك المقالة عن تعريف الطاقة الكهربائية باختصار، نكون قد وضحنا جميع التساؤلات حول موضوع الطاقة الكهربائية والتعريف بها كذلك ونتمنى أن نكون قد تناولنا جميع موضوع المقالة الهامة والتي تعمل على الإفادة المتميزة وتعرفنا على مصادر الطائفة كذلك.