تعريف الطاقة الكهربائية باختصار

تعريف الطاقة الكهربائية باختصار، الطاقة الكهربائية بشكل عام هي القدرة على القيام بأي عمل وهذه الطاقة لها العديد والعديد من الأشكال التي نستخدمها في حياتنا اليومية وأهم هذه الأشكال هي الطاقة الكهربائية والتي تسمى مثل هذه الطاقة التي يمكنها يمكن استخدامها دون أي مشاكل.

كهرباء

• يمكن تحويل هذه الطاقة إلى أشكال عديدة من الطاقة، ولكن من الصعب جدًا تخزينها بكميات كبيرة، وقد تغير استخدام الكهرباء، كما تغيرت مجالاتها كثيرًا.
• تُستخدم هذه الطاقة لتشغيل العديد من الأجهزة الكهربائية وأيضًا لتدفئة المنزل والمواصلات.
• تُستخدم الطاقة أيضًا في العمليات الصناعية، وكذلك في العديد من المباني السكنية والعديد من التطبيقات الصعبة.
• نجد أن الطاقة الكهربائية تمثل حوالي 12 بالمائة من مجموع أنواع مختلفة من الطاقة المستخدمة كمولدات طاقة أولية حول العالم.
• يتم التعبير عن الطاقة الكهربائية على أنها الطاقة المخزنة في المواد الصلبة، وتحديداً المواد الصلبة المشحونة في الذرة التي تخلق مجالًا كهربائيًا يساعد على إحاطة الذرة.

أنظر أيضا: قانون الطاقة الكهربائية المحتملة

كيف يتم توليد الطاقة الكهربائية؟

• من هنا، يتم إنشاء قوة كهربائية بين كل من الجسيمات وكذلك الجسيمات المشحونة، والتي تحدث داخل ما يعرف باسم المجال الكهربائي.
• لذلك يمكنك القول أن القوة التي يخلقها المجال الكهربائي تجعل الجسيمات المشحونة تتحرك، أي أنها تقوم بالكثير من العمل.
• في هذه المرحلة، تجدر الإشارة إلى أن الطاقة الكهربائية هي مصدر طاقة ثانوي وبالتالي لا يمكن الحصول عليها من باطن الأرض وكذلك، على سبيل المثال، من الفحم.
• بدلاً من ذلك، يتم الحصول على الطاقة الكهربائية من مصادر طاقة أولية متعددة مثل الفحم والغاز الطبيعي والتفاعلات النووية والطاقات الأولية الأخرى مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية.

تخزين الطاقة الكهربائية

• ينتج عن تدفق العديد من الأجهزة الإلكترونية ما يُعرف بالتيار الكهربائي، حيث تتدفق الإلكترونيات عبر المجالات الكهربائية الأخرى نتيجة لتأثيرها.
• بالإضافة إلى تأثير بعض المجالات المغناطيسية التي ترتبط ببعضها البعض، فهذا يعمل على إمكانية إيجاد الطاقة الكهربائية التي تعمل كمحرك للشاحنات.
• لذلك أصبح من الممكن العمل على تخزين هذه الطاقة من خلال استخدام العديد من المكثفات وكذلك البطاريات لتحقيق الاستخدام الأمثل لهذه الطاقة في العديد من التطبيقات.
• يمكننا أيضًا العمل على توصيل الكهرباء ببساطة عن طريق الأسلاك المضغوطة.
• هذه الأسلاك المضغوطة مصنوعة من مواد موصلة للكهرباء جيدة جدًا، مثل المعادن.
• حيث نجد أن نظام نقل الطاقة الكهربائية يشار إليه على نطاق واسع باسم غير مألوف لكثير من الناس وهو اسم الشبكة الكهربائية.

تطبيقات الطاقة الكهربائية

• يعتبر التيار الكهربائي الذي نستخدمه لتشغيل العديد من الأجهزة الكهربائية مثالًا حيًا على هذا الاستخدام للطاقة الكهربائية وإمكانية تحويلها إلى طاقة حرارية أيضًا.
• حيث يمكن تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية أو تحويلها إلى طاقة ضوئية أو طاقة ميكانيكية وأنواع أخرى مختلفة من الطاقات يمكن تحويلها إلى.
• كما نجد أن البطاريات هي أهم مصدر جيد وجيد لكميات كبيرة من الطاقة الكهربائية، فلا شك في أنها مصدر لا غنى عنه.
• ومع ذلك، نجد أن التيار الكهربائي الناتج عن البطاريات هو تدفق للعديد من أيونات المعادن المستخدمة في البطاريات بدلاً من استخدام الإلكترونيات.
• من المهم أن نقول أن الطاقة الكهربائية تلعب دورًا كبيرًا وأساسيًا في أجسام الكائنات الحية.
• يُعتقد أن وجود الطاقة الكهربائية والتيار في الجسم هو الأساس لجميع ردود الفعل العصبية المختلفة وكذلك حركة العضلات.
• يعمل هذا على تركيز أيونات الهيدروجين أو الإلكترونات أو تركيز الأيونات الأخرى الموجودة على جانب واحد من أغشية الأعصاب.
• يعمل هذا كجاذبية ويمكن أن يتسبب أيضًا في النفور، ومن ثم تمثل الانقباضات والانبساطات هذه الاستجابات العصبية.

آلية توليد الطاقة الكهربائية

• اكتشف العالم البريطاني مايكل فاراداي طريقة لتوليد الكهرباء في الربع الأول من القرن الرابع عشر.
• تم ذلك عن طريق إدخال حلقة أو قرص معدني مشابه مثل النحاس، لأن النحاس موصل جيد للكهرباء في أي مجال مغناطيسي.
• يجب أن يكون هذا المجال المغناطيسي نتيجة للعديد من الأقطاب المغناطيسية التي تنشئ مجالًا كهربائيًا يطلق كلاً من الأيونات والإلكترونيات السالبة.
• يحدث هذا تحت تأثير عامل جذب قوي جدًا بالإضافة إلى التنافر الكهربائي الذي يؤدي إلى تكوين مجال كهربائي جيد.
• نجد أن الإلكترونات تنجذب إلى الأيونات والبروتونات موجبة الشحنة وتصد العديد من الإلكترونات والأيونات المشحونة بها.

كيف يتم الحصول على الطاقة من محطات توليد الكهرباء؟

• يتم توليد الكهرباء من محطات الطاقة التي يمكن أن تستخدم العديد من مصادر الوقود مثل الفحم والنفط والغاز.
• نوع آخر من الوقود المستخدم هو الطاقة النووية لتوليد الحرارة التي نحتاجها لتسخين الماء حتى يصل إلى نقطة الغليان.
• وبالتالي، يمكن توليد البخار تحت ضغط عالٍ، والذي يمكن استخدامه لتشغيل التوربينات البخارية.
• حيث يتم توصيل التوربين بالمولد الكهربائي والذي يمكن تشغيله بالطاقة وخاصة الطاقة الكهرومغناطيسية لإنتاج الكهرباء والعمل على ربطها بالشبكة من خلال عمليات نقل متعددة.
• تشترك محطات توليد الكهرباء أيضًا في عدة أجزاء أساسية لها أهمية كبيرة في عملية توليد الكهرباء.

الأجزاء الأساسية لمحطات الطاقة

• وحدة الغليان تقوم وحدة الغليان بتسخين الماء إلى درجة الغليان ثم يتحول إلى بخار تحت ضغط عالٍ من خلال استخدام العديد من مصادر الطاقة.
• أمثلة على مصادر الطاقة التي تستخدم الفحم والنفط والغاز والغازات الناتجة عن احتراق الكتلة الحيوية واحتراق معالجة النفايات.
• تختلف هذه المصادر من حيث التسبب في أضرار بيئية من خلال عدة انبعاثات مختلفة للعديد من الغازات مثل ثاني أكسيد الكربون بالإضافة إلى العديد من الغازات السامة.
• المولد الكهربائي والتوربينات يستخدم هذا المولد البخار، وخاصة البخار المحمص الذي تم تسخينه في وحدة الغليان.
• هذا البخار مسؤول عن تحريك وتدوير شفرات التوربينات التي تكون على اتصال بملف النجار في المجال الكهربائي.
• كل هذا يؤدي إلى عملية دوران داخل المجال المغناطيسي، يتم من خلاله توليد الطاقة الكهربائية في نفس الوقت.
• مياه التبريد عند استخدام البخار ونقله إلى التوربينات، يجب تبريده وتكثيفه.
• يتم ذلك عن طريق جعل عملية التبريد تعتمد على المياه التي يمكن ضخها عبر بحيرة أو نهر قريب، أو باستخدام تقنية خاصة جدًا، وهي أبراج التبريد.

أنظر أيضا: قانون الطاقة الكهربائية المحتملة

مصادر توليد الكهرباء

• نلاحظ أن هناك العديد من المصادر التي تنتج الطاقة الكهربائية والتي سنذكرها بالتفصيل أدناه:

1- مصادر الحرارة

• تستخدم معظم محطات توليد الطاقة الوقود لتسخين المياه اللازمة لإنتاج البخار وإكمال دورة توليد الطاقة، دورة رانكين.
• يحكم القانون الثاني للديناميكا الحرارية جميع محطات الكهرباء.
• وهذا يعني أن محطات الطاقة لا يمكنها تحويل طاقتها الحرارية إلى كهرباء بمعدلات عالية، والدليل على ذلك هو تلك المصادر الحرارية المستخدمة لتوليد الطاقة الكهربائية.

2- الوقود الأحفوري

• تحرق محطات الطاقة المسؤولة عن توليد الكهرباء أنواعًا عديدة من الوقود الأحفوري مثل النفط وكذلك الفحم لتوليد بخار الماء اللازم لتشغيل محطة الطاقة.
• وإذا تحدثنا عن محطات وقود لتوليد الكهرباء، حيث تعمل هذه الغازات على تشغيل التوربينات، فتقوم الشفرات بعملية الحركة والدوران في نفس الوقت.
• عندما نتحدث عن محطات توليد الطاقة التي لها وظيفة مركبة، نلاحظ أنها تستخدم ما يسمى بمولد البخار لزيادة إنتاج الكهرباء.
• لا شك أنه في العام ألفين وسبعة عشر، أنتج العالم في إحدى الجامعات حوالي أربعة وستين وخمسة بالمائة من احتياجات العالم من الكهرباء من الوقود الأحفوري.

3- الوقود النووي

• وتجدر الإشارة إلى أن هناك قدرًا كبيرًا من التشابه بين عملية توليد الكهرباء في محطات الطاقة النووية ومحطات الطاقة باستخدام الوقود الأحفوري.
• ومع ذلك، تعتمد محطات الوقود النووي على الحرارة الناتجة عن هذا النشاط النووي بدلاً من حرق العديد من أنواع الوقود الأحفوري لإنتاج بخار الماء.
• كما تتميز هذه المحطات بانخفاض مستوى الانبعاثات الصادرة من هذه المحطات والتي يمكن أن تضر بالبيئة وتلوث الهواء.
• لا تتطلب محطات الطاقة النووية هذه الكثير من الوقود، على عكس محطات الطاقة الأخرى المعروفة باسم محطات الطاقة التقليدية.

4- مصادر متجددة

• عندما نتحدث عن محطات الطاقة الكهربائية ذات المصادر المتجددة، نلاحظ أنها تتميز بالحصول على طاقتها من مصادر الطاقة المتجددة، والتي تعتبر طاقة لا تنضب.
• مصادر الطاقة المتجددة ليست متاحة دائمًا وفي كل مكان، مما يتسبب في توقف المحطات في إنتاجها وتعتبر غير مستعدة للاعتماد عليها على نطاق واسع.

أمثلة على مصادر الطاقة المتجددة

1- طاقة الماء

• يتم توليد الطاقة الكهرومائية عن طريق تخزين كميات كبيرة من المياه في السدود وكذلك السماح لهذه المياه بالتدفق عبر البوابات ومن ثم عبر ما يعرف باسم التوربينات المائية.
• من أجل توليد كميات هائلة من الكهرباء التي تعتبر كهرباء خضراء، يمكن أيضًا العمل على استغلال الأنهار المتدفقة للعمل على إنتاج كميات كبيرة من الطاقة الكهرومائية.
• يتم تحديد هذه العملية من خلال البحث والعثور على مواقع مناسبة لبناء السد وإنشاء محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية.
• نعتقد أن الطاقة الكهرومائية هي مورد متجدد ومهم في حياة الإنسان.

أنظر أيضا: مصادر وأنواع الطاقة الكهربائية

في نهاية هذا المقال حول تعريف الطاقة الكهربائية باختصار قمنا بتوضيح وتقديم كافة الأسئلة المتعلقة بموضوع الطاقة الكهربائية، ونتمنى أن نكون بهذا قد غطينا جميع موضوعات المقال المهم الذي يعمل على المنفعة الممتازة ونعرف مصادر الطائفة.