ما نستخدمه بشكل يومي وما لا نستطيع العيش به هو الكهرباء. لا يمكننا تصور عالم بإيقاع الحياة الحالي بدون استخدام الكهرباء. ومع ذلك ، كثير من الناس لا يعرفون ما هي الكهرباء ولا كيف يتم إنتاجه. وبما أنها ذات أهمية كبيرة لتطور الإنسان والتكنولوجيا، فسوف نخصص هذا المقال لنقول ما هي الكهرباء وجميع خصائصها.
إذا كنت تريد أن تعرف ما هي الكهرباء ومدى أهميتها وكيف يتم توليدها وكيف يتم توزيعها، فهذه مشاركتك.
ما هي الكهرباء
قبل أن نفهم ما هي الكهرباء، يجب أن نعرف تعريف الطاقة. نحن نحدد قوة كقدرة الجسم أو المادة على القيام بعمل ما. في البيئة التكنولوجية والاقتصادية الحالية، الطاقة هي الموارد الطبيعية الأساسية والتي يتم معالجتها وتحويلها وفقًا لاحتياجاتنا لتنفيذ أنواع مختلفة من العمل.
على الرغم من أن الكهرباء كطاقة لها استخدامات مختلفة، سواء الصناعية أو المنزلية، إلا أنه يجب علينا أن نتذكر قانونًا أساسيًا: الطاقة لا تفنى ولا تفنى، بل تتحول.. كل تحول يحط من جزء من الطاقة، مما يعني أنها ليست أبدية أو لا نهائية. كما أن الطرق المختلفة لتوليد الكهرباء لها أيضًا التأثيرات البيئية متفاوتة الحجم، وهو أمر بالغ الأهمية عند اختيار مصادر إنتاج الطاقة.
La كهرباء وهي شكل من أشكال الطاقة يعتمد في المقام الأول على حقيقة أن المادة تتكون من جزيئات ذات شحنات كهربائية، موجبة وسالبة. عندما تكون هذه الشحنات في حالة سكون، تتولد قوى كهروستاتيكية بينها؛ وعندما تكون في حالة حركة، يتولد تيار كهربائي وتتشكل المجالات المغناطيسية. في الأساس، الكهرباء هي نتيجة حركة هذه الشحنات عبر دائرة موصلة.
المعلمات الأساسية للكهرباء
الكثير المعلمات الأساسية الكهرباء هي التي تسمح لنا بقياس هذه القوة وفهم عملها بشكل أفضل. ومن أهمها نجد:
- الجهد أو الجهد: يقاس بالفولت (V)، وهو فرق الجهد الذي يدفع الإلكترونات عبر الموصل.
- التيار الكهربائي أو الشدة: ويقاس بالأمبير (A)، وهو عدد الإلكترونات التي تتدفق عبر موصل في وقت معين.
- الطاقة الكهربائية: ويقاس بالواط (W)، وهو المعدل الذي يتم به نقل الطاقة أو تحويلها.
- الطاقة الكهربائية المستهلكة أو المنتجة: يتم قياسه بالواط ساعة (Wh)، وهو يحدد إجمالي كمية الطاقة المستخدمة أو المولدة.
تعتبر هذه المعلمات ضرورية لفهم كيفية قياس الكهرباء واستخدامها، ضمن مقاييس مختلفة مثل كيلووات (kW)، ميجاوات (MW)، و جيجاوات (GW). إن الحاجة إلى القياس الصحيح أمر بالغ الأهمية لكل من المستهلكين والصناعة، لأنه ينظم استهلاك الطاقة ونقلها بكفاءة.
السمة الرئيسية للكهرباء هي ذلك في مكان الاستهلاك فهي طاقة نظيفة وغير ملوثة. ولا رائحة له، ولا يمكن رؤيته بالعين المجردة، ولا يمكن سماعه. يمكن استخلاص الكهرباء من عدة مصادر الطاقة الأوليةوالتي يمكن تقسيمها إلى متجددة (مثل الشمس أو الرياح أو الماء) وغير متجددة (مثل الوقود الأحفوري أو الطاقة النووية).
اعتمادا على طريقة توليد الكهرباء العواقب البيئية وسوف تختلف إلى حد كبير. إن العملية النظيفة تعني ضمناً ضرراً أقل للبيئة، ولهذا السبب أصبحت الطاقات المتجددة اليوم في قلب الجهود الرامية إلى إنتاج أكثر استدامة.
ومن المهم تسليط الضوء على أنه بعد توليدها، تمر الكهرباء بعملية التوزيع والنقلوذلك باستخدام خطوط الكهرباء والكابلات الأرضية للوصول من محطات التوليد إلى مراكز الاستهلاك. هذه العملية برمتها مشروطة أيضًا بتأثيرها على البيئة.
كيف يتم توليد الكهرباء
يمكن توليد الكهرباء بطرق متعددة، لكن جميعها تتطلب عملية تحويل مصدر الطاقة الأساسي إلى طاقة كهربائية. ال محطات الطاقة هي الأماكن التي يتم فيها هذا التحول، واعتماداً على المادة الخام المستخدمة هناك عدة أنواع لتوليد الكهرباء:
- الطاقة الحرارية: استخدم احتراق الوقود الأحفوري (الفحم أو الغاز الطبيعي أو النفط) لتسخين المياه وتوليد البخار الذي يولد الكهرباء عند مروره عبر التوربينات.
- طاقة هيدروالكترونية:إمكانات أ شلال لتدوير التوربينة، والتي بدورها تولد الكهرباء. وهو أحد أنظف أشكال التوليد وأكثرها استدامة، على الرغم من أنه يعتمد على الجغرافيا والمناخ.
- الطاقة النووية: استخدم انشطار الذرة اليورانيوم أو البلوتونيوم لتوليد الحرارة التي تتحول إلى كهرباء. وعلى الرغم من كفاءتها، فإنها تمثل تحديات كبيرة من حيث النفايات المشعة والسلامة.
- طاقة الرياح: و توربينات الرياح إنهم يحولون الطاقة الحركية للرياح إلى كهرباء. وتعد هذه الطريقة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة استخدامًا في العالم نظرًا لتأثيرها البيئي المنخفض.
- الطاقة الشمسية الكهروضوئية: خلال الألواح الشمسية، يتم تحويل إشعاع الشمس مباشرة إلى كهرباء. إنها مثالية للمناطق ذات التعرض العالي لأشعة الشمس وهي إحدى الطاقات الأكثر نموًا في السنوات الأخيرة.
ولكل نوع من الأجيال خصوصياته. على سبيل المثال، تميل المحطات النووية والكهربائية الحرارية إلى الاعتماد بشكل أكبر على الموارد غير المتجددة، في حين تستخدم محطات الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية الطاقة النظيفة والمتجددة، مما يجعلها خيارًا أكثر جاذبية للمستقبل.
توزيع واستهلاك الكهرباء
وبمجرد توليد الكهرباء، يجب نقلها من المصانع إلى المستهلكين. النظام الذي يسمح بذلك يتكون من أ شبكة توزيع مما يضمن وصول الكهرباء إلى المنازل والصناعات بكفاءة وأمان. ويتم ذلك من خلال المحطات الكهربائية التي تضبط جهد الكهرباء لجعلها أكثر قابلية للنقل والاستهلاك.
تتضمن عملية التوزيع ما يلي:
- التحول: يتم تحويل الكهرباء المولدة إلى الجهد العالي للنقل الفعال ومن ثم في الجهد المنخفض للاستهلاك المباشر في المنازل والصناعات.
- النقل: خطوط الكهرباء من الجهد العالي إنهم مسؤولون عن نقل كميات كبيرة من الكهرباء لمسافات طويلة. وبمجرد القرب من مراكز الاستهلاك، يتم استخدام كابلات الجهد المنخفض.
- تسويق: تقوم شركات التسويق بشراء الكهرباء من المنتجين وبيعها للمستهلكين، كما تقوم أيضًا بإدارة الأسعار والفواتير.
يعد الحصول على الكهرباء أحد ركائز التنمية الحديثة. في العقود الأخيرة، لم تكن الكهرباء منتجًا تقنيًا فحسب، بل كانت تعني التغيير الاجتماعية والاقتصادية على المستوى العالمي. تعكس العواقب المترتبة على انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع اعتماد مجتمعنا تجاه هذه الطاقة. وبدون الكهرباء، تتوقف بنيتنا التحتية ومصانعنا ومستشفياتنا ومنازلنا بشكل كامل.
ومن القضايا المثيرة للقلق اعتماد المجتمع الحديث على الكهرباء وعدم القدرة الحالية على تخزين كميات كبيرة من الطاقة اقتصاديا. ويشكل هذا تحديًا كبيرًا للأنظمة الكهربائية، حيث يجب أن يكون التوليد متزامنًا في الوقت الفعلي مع الاستهلاك.
الكهرباء هي بلا شك قلب مجتمعاتنا الحديثة، ومصدرها ووسائل النقل والاستهلاك ضرورية لعمل جميع أنشطتنا اليومية تقريبًا.