امير الحب والأحساس
عضو ذهبي
ما هي الكهرباء؟
الكهرباء هي قوة موجودة في جميع المواد الصلبة والسائلة والغازية. تتكون المادة من ذرات (اصغر جسيمات يمكن أن ينقسم إليها أي شيء).وتحتوي حبة الرمل الواحدة على آلاف الملايين من الذرات. والجزء الخارجي من الذرة يحتوي على جسيم(أو اكثر) يسمى الكترونا.أما في داخل الذرة، عند المركز فتوجد نواة صغيرة تتكون من جسيمات تسمى بروتونات ونيوترونات.
الالكترونات والبروتونات :
يفترض إن الإلكترونات عليها "شحنة سالبة" وان البروتونات عليها "شحنة موجبة". وفي العادة يتساوى عدد الالكترونات مع عدد البروتونات . لكن في بعض المواد، خصوصا الفلزات ،تكون للذرات الكترونات لها حرية الحركة فيما بين الذرات .
يفترض إن الإلكترونات عليها "شحنة سالبة" وان البروتونات عليها "شحنة موجبة". وفي العادة يتساوى عدد الالكترونات مع عدد البروتونات . لكن في بعض المواد، خصوصا الفلزات ،تكون للذرات الكترونات لها حرية الحركة فيما بين الذرات .
التيار الكهربائي:
إن الكهرباء التي نستخدمها في التسخين والإضاءة والأغراض الأخرى تسمى "تيار كهربيا". يسري التيار الكهربائي في أسلاك الفلز على هيئة إلكترونات تتحرك بين ذرات الفلز وكل الكترون له شحنة كهربية.ومع تحرك الاكترونات تتنقل الشحنات على طول السلك بسرعة عالية جدا.
إن الكهرباء التي نستخدمها في التسخين والإضاءة والأغراض الأخرى تسمى "تيار كهربيا". يسري التيار الكهربائي في أسلاك الفلز على هيئة إلكترونات تتحرك بين ذرات الفلز وكل الكترون له شحنة كهربية.ومع تحرك الاكترونات تتنقل الشحنات على طول السلك بسرعة عالية جدا.
المولدات الكهربائية:
هنالك طريقتان رئيسيتان للحصول على التيار الكهربائي أولهما توليده في بطارية من تفاعلات كيماوية والثانية إنتاجه بالتأثير أو الحث الكهرمغنيطي باستخدام اله تدور ملفا في مجال مغنطيسي (أو تدور مغنطيسا في ملف سلكي )وهذه الإله تسمى مولدا كهربائيا (والصغير منها يسمى أحيانا دينمو) واسهل طريقه لتطبيق هذا المبدأ عمليا هي تدوير ملف سلكي بين قطبين مغنطيس دائم وهذا في الواقع هو ما فعله فإرادي عام1831 وليس من المبالغة القول أن نمط حضارتنا الحالية وطرق المعيشية تعتمد إلى حد بعيد على اكتشافه ذلك فبدون الكهرباء تعدم وسائل الحياة العصرية فلا أناره ولا تدفئه ولا وسائل نقل للملايين بالقطارات الكهربائية ولا مصاعد ولا مكنات للمصانع ولا مئات من الأدوات والاجهزة الكهربائية التي نستخدمها يوميا كان أول مولدات فإرادي نموذج مختبري صغير يدار باليد أما في محطات توليد القدرة الحديثة.
هنالك طريقتان رئيسيتان للحصول على التيار الكهربائي أولهما توليده في بطارية من تفاعلات كيماوية والثانية إنتاجه بالتأثير أو الحث الكهرمغنيطي باستخدام اله تدور ملفا في مجال مغنطيسي (أو تدور مغنطيسا في ملف سلكي )وهذه الإله تسمى مولدا كهربائيا (والصغير منها يسمى أحيانا دينمو) واسهل طريقه لتطبيق هذا المبدأ عمليا هي تدوير ملف سلكي بين قطبين مغنطيس دائم وهذا في الواقع هو ما فعله فإرادي عام1831 وليس من المبالغة القول أن نمط حضارتنا الحالية وطرق المعيشية تعتمد إلى حد بعيد على اكتشافه ذلك فبدون الكهرباء تعدم وسائل الحياة العصرية فلا أناره ولا تدفئه ولا وسائل نقل للملايين بالقطارات الكهربائية ولا مصاعد ولا مكنات للمصانع ولا مئات من الأدوات والاجهزة الكهربائية التي نستخدمها يوميا كان أول مولدات فإرادي نموذج مختبري صغير يدار باليد أما في محطات توليد القدرة الحديثة.
فتدار المولدات بوسائل ميكانكية وفي المحطات التي تعمل بالفحم أو بالزيت أو الطاقة النووية تدار المولدات بعنيفات (تربيات)بخارية وتتصل التربيات بالمولدات وتسمى المجموعة مولدا تربينيا وفي المحطات الكهربائية تدوير المولدات.
بالتوربينات المائية ولاعتماد هذه المحطات على القدرة المائية تشيد في مواقف الشلالات الطبيعية أو متساقط المياه الصنعية على مجاري الأنهر . ويبنى لهذا الغرض سد لحصر مياه المسقط وتحويلها في أنبوب ضخم لتدير بسقوطها إلى المستوى الخفيض تربينا مائيا ومجموعه الموالد التربيني على اختلاف أنواعها هي وسيله لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقه كهربائيهة وقد أستنبط العلم البريطاني جون فلنع قاعدة تساعد في تحديد اتجاه التيار المستولد في مواصل عندما يحرك في مجال مغنطيسي وتعرف لقاعدة اليد اليمنى وإذا كان الموصل المدار بهيئة ملف فمن الواضح أن التيار سيغير اتجاهه كل نصف دوره فالتيار الذي ينتجه هذا النوع من المولدات يتغير من الصفر إلى الذروة في اتجاه معين ثم ينخفض إلى الصفر عندما يتعامد الملف مع المجال ثم ينعكس اتجاه التيار في الملف ويبلغ الدورة في الاتجاه المعاكس قبل أن يعود ثانيه إلى الصفر وهذا .التواتر التياري يسمى تيارا مناويا .والتردد هو عدد المرات التي تتكرر فيما مده الدورة في الثانية .
والتيارات المولدة في جميع محطات توليد القدرة وهي تيارات متناوبة لان هذه التيارات يمكن تغييرها بسهوله محول كهربائية .
في المولدات الصغيرة كدينامو الدراجة مثلا يحصل على مجال المغنطيسي من المغنطيس دائم أما المولدات الضخمة فتستخدم المغانط الكهربائية وتدور داخل الملف السلكي وليس العكس .
والتأثير الحاصل هو نفسه، فالتأثير في هذا الحالة يتولد الملف الثابت (العضو الساكن) بتحريض (آو حتى)المجال المغنطيسي المتغير الحاصل في المغنطيسي الدوار (العضو الدوار).
البطاريات:
والتأثير الحاصل هو نفسه، فالتأثير في هذا الحالة يتولد الملف الثابت (العضو الساكن) بتحريض (آو حتى)المجال المغنطيسي المتغير الحاصل في المغنطيسي الدوار (العضو الدوار).
البطاريات:
للبطارية طرف سالب وطرف موجب، وعندما يوصل سلك بين طرفين تسرى عبره الإلكترونات من الطرف السالب إلى طرف الموجب.
البطارية الجافة :
هي كتلك التي نستخدمها في راديوا الترانزستور أو مصباح البطارية اليدوي، تتحرر الإلكترونات بالتأثر الكيميائي لكلوريد الأمونيوم {ملح النشادر}على الزنك .ومع استخدام البطاريات ستنفذ الكيماويات الموجودة بها حتى يتوقف تحرر الإلكترونات .عندئذ تخمد البطارية ، المركز الحمضي الرصاص: وهو نوع البطاريات المستخدمة فالسيارات ،يحدث التفاعل الكيميائي بين الرصاص والحامض الكبريتيك .هذا النوع من البطاريات يمكن شحنه مرة ثانية ، حيث توصل البطارية بمصدر للتيار الكهربائي وتعاد الإلكترونات مرة أخرى إلى حيث كانت من قبل في الذرات.
هي كتلك التي نستخدمها في راديوا الترانزستور أو مصباح البطارية اليدوي، تتحرر الإلكترونات بالتأثر الكيميائي لكلوريد الأمونيوم {ملح النشادر}على الزنك .ومع استخدام البطاريات ستنفذ الكيماويات الموجودة بها حتى يتوقف تحرر الإلكترونات .عندئذ تخمد البطارية ، المركز الحمضي الرصاص: وهو نوع البطاريات المستخدمة فالسيارات ،يحدث التفاعل الكيميائي بين الرصاص والحامض الكبريتيك .هذا النوع من البطاريات يمكن شحنه مرة ثانية ، حيث توصل البطارية بمصدر للتيار الكهربائي وتعاد الإلكترونات مرة أخرى إلى حيث كانت من قبل في الذرات.
المولدات الكهربائية:
تنتج هذه المولدات معظم الطاقة الكهربائية التي تولدها محطات توليد القدرة في العالم يعتمد عمل المولدات على العلاقة الوثيقة بين الكهربية والمغناطيسية فعندما يتحرك مغناطيس في سلك على شكل ملف فان تياراً كهربياً يستحث (ينتج) في سلك معظم مولدات محطات توليد القدرة بها مغناطيسات ضخمه تتحرك في ملفات سمكية النحاس أو ملفات تدار حول مغناطيسات وتدار معظم المولدات بواسطة توربينات والتوربينات عبارة عن عجلات إلى حد كبير طارة السفينة البخارية وهي تدار بالبخار أو الماء أو الغاز.
تنتج هذه المولدات معظم الطاقة الكهربائية التي تولدها محطات توليد القدرة في العالم يعتمد عمل المولدات على العلاقة الوثيقة بين الكهربية والمغناطيسية فعندما يتحرك مغناطيس في سلك على شكل ملف فان تياراً كهربياً يستحث (ينتج) في سلك معظم مولدات محطات توليد القدرة بها مغناطيسات ضخمه تتحرك في ملفات سمكية النحاس أو ملفات تدار حول مغناطيسات وتدار معظم المولدات بواسطة توربينات والتوربينات عبارة عن عجلات إلى حد كبير طارة السفينة البخارية وهي تدار بالبخار أو الماء أو الغاز.
نقل الكهرباء :
يمكن نقل القدرة الكهربائية لمئات الكيلو مترات من محطات توليد القدرة إلى منازل والمصانع والمدارس وغيرها من المنشآت التي تستخدمها تنتقل الكهرباء عبر الكابلات ممتدة عبر الأرض أو عبر خطوط الضغط العالي الممتدة على ارتفاع عال فوق الأرض وتمر القدرة الكهربائية في طريقها بعدة محولات بعض المحولات يزيد من الضغط (الجهد) الكهربي بحيث لا تفقد كهرباء أثناء الانتقال لمسافات طويلة وهناك محولات تخفض الضغط الجهد حسب الطلب.
يمكن نقل القدرة الكهربائية لمئات الكيلو مترات من محطات توليد القدرة إلى منازل والمصانع والمدارس وغيرها من المنشآت التي تستخدمها تنتقل الكهرباء عبر الكابلات ممتدة عبر الأرض أو عبر خطوط الضغط العالي الممتدة على ارتفاع عال فوق الأرض وتمر القدرة الكهربائية في طريقها بعدة محولات بعض المحولات يزيد من الضغط (الجهد) الكهربي بحيث لا تفقد كهرباء أثناء الانتقال لمسافات طويلة وهناك محولات تخفض الضغط الجهد حسب الطلب.
