المحتويات
الكهرباء
يُعرَّفُ الكهرباء على أنّه القوة الموجودة في كلِّ المواد، سواءً كانت صلبة، أو سائلة، أو غازية، إذ تتكون المادة من ذرات صغيرة لا تُرى بالعين المجرّدة، على سبيل المثال، تحتوي حبة الرَّمل الواحدة على آلاف الملايين من الذّرات، وتُعرفُ الذَّرة على أنّها أصغرُ جسيمات يمكن أن ينقسم إليها أيُّ شيء، تتكون الذّرة من الدّاخل على نواة صغيرة تتكون من جسيماتٍ يُطلق عليها نيترونات وبروتونات، والجزء الخارجي من الذّرة يحتوي على جسيم أو أكثر يسمى إلكترونًا أو إلكترونات وتعدُّ الكهرباءُ الطّاقةَ الناتجة عَن الإلكترونات في جسم موصل.
قانون الطّاقة الكهربائيّة ووحدات قياسها
الطاقة= القدرة/الزمن، ويُقصد بالقدرة الكهربائيّة أنّها معدل استهلاك الطّاقة الكهربائيّة في دائرة معيّنة، أمّا عن وحدة قياس الطّاقة الكهربائيّة هي: الجول “Joule”، وهي الوحدة العالميّة لقياس الطّاقة وتعادل “وات.ثانية”، وبما أنَّ وحدةَ الجول صغيرة جدًا فإنّه عمليًا تقاس الطّاقة الكهربائيّة بوحدة أكبر وهي “كيلووات.ساعه KWH” وهي كالوحدة المستخدمة في العدادات الكهربائيّة في المنازل، وحسب النّظام العالمي للوحدات، فإنَّ الطّاقة الكهربائيّة المستهلكة من طرف جهاز كهربائي معين تتعلق بقدرته الكهربائية، وبمدة اشتغاله، إذ يرمز للطّاقة الكهربائيّة E، ويرمز للقدرة الكهربائية P، أمّا مدة الاشتغال يرمز لها t ويكون القانون كالتالي:
E=P*t وتكون وحدة الطاقة الكهربائيّة بالجول Joul، والقدرة بالواط W، ومدة الاشتغال بالثانية S
والعلاقة الرّابطة بين وحدات القياس هي :
1KWH= 1KW*1H= 1000W*3600s = 3600000w.s لأن: 1H= 60min = 60*60s = 3600s 1KWH= 1000wh*3600J= 3600KJ
الطّاقة الكهربائيّة
الطّاقة الكهربائيّة هي عَصبُ الحياة ولا يستطيع الإنسانُ في الوقت الحالي الاستغناء عنها، ومن غيرها تصبح الحياة أكثر تعقيدًا وصعوبةً، تعدّ الطاقةُ الكهربائيّةُ من أنواع الطّاقة الموجودة في الطّبيعة، يمكن للإنسان توليدُ الكهرباء من الطَّبيعة عن طريق البرق والاحتكاك، ويُعدُّ هذا الأمر صعبًا وغير نافع، لذلك لجأ الإنسان لتوليد الكهرباء عن طريق التّفاعل الكيماويِّ كما في البطاريات، وتكون الكهرباء في هذه الحالة تيارًا مستمرًا، أو عن طريق تحويل الطّاقة الحركيّة إلى طاقة كهربائيّة، مثل تحريك سلك موصل في مجال مغناطيسي، كما هو في المولدات الكهربائيّة، وتكون الطاقةُ في المولدات الكهربائيّة ذات تيار متناوب أو مستمر وذلك يعود لنوع المولدة المستخدمة، أو عن طريق المولدات الحراريّة مثل تسخين مزدوج حراري، وتكون الطّاقة في هذه الحالة ذات تيار مستمر، وتُوَّلَدُ الطّاقةُ الكهربائيّةُ عن طريق الحيوانات المكهربه.
استخدامات الطاقة الكهربائية
- الإضاءة.
- التّبريد.
- التّسخين.
- تشغيل الأجهزة الكهربائيّة، كالتّلفاز، والحاسوب وغيرها من الأجهزة المُستخدمة في مجالات الحياة.
- الترفيه.
مصادر الطّاقة الكهربائيّة وأنواعها
توجد الكهرباء بكل ما يتعلق بالحياة، إذ تُرى في الشّوارع وفي المنازل، والشّركات، والمنشآت، وحتى في المزارع والمستشفيات، وفي كل مكان، وتمتاز الطّاقة الكهربائيّة بأنّها من الطّاقات الصّديقة للبيئية وغير ملوثة بالنسبة إلى بعض الطّاقات الأخرى المُضرة والملوثة للبيئة، وللطّاقة الكهربائيّة مصادر وأنواع هي:
- المحطات المولِّدة للطّاقة الكهربائيّة الناتجة من الاحتراق، مثل: احتراق النفط والديزل.
- المحطات المولِّدة للطّاقة الكهربائيّة الناتجة من الرِّياح، إذ تُولّد عن طريق طاقة الرّياح باستخدام طواحين هوائيّة كبيرة.
- المحطات المولِّدة للطّاقة الكهربائيّة الناتجة من القوة المائيّة، مثل: الشّلالات، والسّدود، والأمواج البحرية، وطاقة المد والجزر ويُطلق عليها المحطات المائيّة “الهيدرولكية”.
- المحطات المولِّدة للطّاقة الكهربائيّة الناتجة من حرارة البخار، ويطلق عليها المحطات الحراريّة، إذ يُسخن الماء من خلالها ويُحوّل إلى بخار.
- المحطات المولِّدة للطّاقة الكهربائيّة الناتجة بواسطة الطّاقة الشّمسية، عن طريق استخدام اللوحات الشّمسية، والكهرباء المولّدة بهذه الطريقة هي ذات تيار مستمرٍّ، لكنّها محدودة نسبيًا، وتُخزن عن طريق بطاريات خاصة لوقت الحاجة.
- المصادر ذات القدرة الصغيرة مثل: البطاريات، المولدات الصغيرة، الخلايا الهيدروجينية، خلايا الطاقة الشمسية.
مخاطر الكهرباء
- خَطرة على حياة الإنسان، ويكون ذلك عندَ تعرض الإنسان لصعقة كهربائية بقوة 15 ميلي أمبير أو أكثر، فعند تعرضه ل 15 ميلي أمبير من الكهرباء، يصاب بالحروق أو الشلل، أو انقباض العضلات، أمّا إن تعرّض ل أكثر من 15 ميلي أمبير؛ فإنّها تسبب الوفاة فورًا.
- خَطرة عندما ترتفع درجة حرارة الأسلاك أو نواقل التيار الكهربائي؛ مسببةً حريقًا بالغًا، وضررًا ماديًا كبيرًا، مع موت الكثير من الأشخاص المتواجدينَ في مكان الحادث.
- خطرة عند استعمال الكهرباء لصهر بعض المعادن، المُستخدمة في اللحام لصنع الأشياء؛ إذ تسبب فقدان البصر.
- خطرة عن تواجد الغاز أو النار في المكان المتواجد فيه الكهرباء دون عازل؛ مما يسبب الانفجار الخطير المؤدي لخسائر هائلة وكبيرة.
- خطرة على الإنسان عند استخدام الكهرباء من دون عازل في أماكن يوجد فيها الماء؛ إذ إنّ الماء موصل للكهرباء، وبذلك يؤدي إلى صعقة كهربائية لجسم الإنسان وتعرضه للخطر أو الموت، ومن التّصرفات الخاطئة المنتشرة في المجتمع، إطفاء أنوار الكهرباء، قبل تجفيف اليدين جيدًا، وبالأخص بعد غسل الأيدي؛ إذ إنّ احتمالية الإصابة بالصعقة بهذه طريقة كبيرة جدًا.
