اشكال الطاقة الكهربائيه ومصادرها

الأحد، 11 نوفمبر، 2012

 

* السؤال الاساسي :

س1/ ماهي اشكال الطاقة الكهربائية ومصادرها ؟

البرق : أحد أكثر الأشكال المعروفة لتولد الطاقة.

الطاقة :هي المقدرة على القيام بشغل أي إحداث تغيير، وهناك صور عديدة للطاقة، منها الطاقة لحرارية والضوء (وهو طاقة كهرو مغناطيسية)،والطاقة الكهربائية ، وطاقة الرياح (وهي طاقة حركة) ، وطاقة الاشعة السينية وطاقة اشعة جاما، وغيرها.

جميع أنواع الطاقة يمكن تحويلهامن شكل لآخر بمساعدة أدوات بسيطة أو أحيانا تستلزم تقنيات معقدة : من الطاقة الكيميائية إلى الكهربائية عن طريق الأداة الشائعة البطاريات او المركمات أو تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية وهذا نجده في محرك احتراق داخلي ، أو تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وهكذا .

تحول الطاقة :

يمكن تحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في بطارية الجيب إلى ضوء كما تتحول الطاقة الكيميائية المختزنة في بطارية الرصاص إلى طاقة كهربائية. أو تحويل طاقة أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية عن طريق لوح ضوئي .

كمية الطاقة الموجودة في العالم ثابتة على الدوام، فالطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم (قانون انخفاظ الطاقة )، وإنما تتحول من شكل إلى آخر. وعندما يبدو أن الطاقة قد استنفذت، فإنها في حقيقة الأمر تكون قد تحولت إلى صورة أخرى ، لهذا نجد أن الطاقة هي قدرة للقيام بالشغل تكون نتيجته مثلا طاقة حركية أو طاقة اشعاعية. فالطاقة التي يصاحبها حركة يطلق عليها طاقة حركة والطاقة التي لها صلة بالموضع (االجاذبية) يطلق عليها طاقة الوضع (جهدية). فالبندول المتأرجح تختزن به طاقة وضع عند نقاطه النهائية ، وعند كل نقطة نهائية لاهتزاز البندول تتحول طاقة الوضع إلى طاقة حركية لذلك يعود في اتجاه وضع التوازن ومنه إلى النقطة النهائية الثانية ، وهكذا.

أنواع الطاقة :

تعتبر الطاقة الحيوانية أول طاقة شغل استخدمها الإنسان في فجر الحضارة عندما استخدم الحيوانات الأليفة في أعماله ثم شرع واستغل قوة الرياح في تسيير قواربه لآفاق بعيدة. واستغل هذه الطاقة مع نمو حضارته، واستخدمها كطاقة ميكانيكية في إدارة طواحين الهواء وفي إدارة عجلات ماكينات الطحن ومناشير الخشب ومضخات رفع الماء من الآبار وغيرها. وهذا ما عرف بالطاقة الميكانيكية.

طاقة كهربائية:

في القرن 19ظهر مصدر آخر للطاقة، وهو الطاقة الكهربائية ,والتي تعرف بالكهرباء ,ويمكن الحصول على الكهرباء من الطبيعة عن طريق الصواعق والاحتكاك وهذا صعب وغير مجدٍ اقتصادياً.ولكن يمكن توليد الكهرباء بعدة طرق أخرى منها الكيميائية مثل البطاريات أو عن طريق تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية وذلك بتحريك سلك موصل في مجال مغناطيسي كما في المولدات الكهربائية أو بتسخين مزدوج حراري كما في المزدوجة الحرارية .

• في البطاريات تكون الكهرباء المتولدة ذات تيار مستمر.
• في المولدات الكهربائية تكون الكهرباء المولدة في الغالب ذات تيار متردد ويمكن أن تكون الكهرباء ذات تيار مستمر.

طاقة نووية:

ثم ظهرت الطاقة النووية التي استخدمت في المفاعلات النووية حيث يجري الانشطار النووي الذي يولد حرارة هائلة تولد البخار الذي يدير المولدات الكهربائية أو محركات السفن والغواصات. لكن مشكلة هذه المفاعلات النووية تكمن في نفاياتها المشعة، واحتمال حدوث تسرب إشعاعي أو انفجار المفاعل، كما حدث في مفاعل تشير نوبل الشهير.

طاقة كهرمائية:

طاقة كهرمائية التي تتولد من السدود. حاليا نصف الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة الامريكية تأتي من الطاقة الكهرمائية وهي قوة دفع المياه التي تدير االتوربينات، والتي بدورها تسيّر مولد الكهرباء، كما يحدث في مصر في السد العالي. وفي أمريكا تمثل كهرباء الطاقة المائية 12% من جملة الكهرباء المنتجة. ويمكن مضاعفتها إلي 72 ألف ميجاوات حيث تتوفر مياه الأنهار والبحيرات.

طاقة المد والجزر :

تستغل طاقة المد والجزر التي تبلغ في بعض المناطق قدرا مناسبا في إنتاج الطاقة اكهربائية. تستغل طاقة المد والجزر في فرنسا والمملكة المتحدة

طاقة الحيوان:

قوة الحيوانات نجدها مستمدة من الطاقة الكيميائية الموجودة في الطعام بعد هضمه في الإنسان والحيوان. والطاقة الكيميائية نجدها في الخشب الذي كان يستعمل منذ القدم في الطبخ والتدفئة. وفي بداية الثورة الصناعية استخدمت القوة المائية كطاقة تشغيلية (شغل) بواسطة نظم سيور وبكر وتروس لإدارة العديد من الماكينات.

طاقة الرياح:


هناك أيضا طاقة قوة الرياح حيث تُستخدم مراوح كبيرة تدور بالهواء والرياح ، وبواسطة مولد كهربائي تقوم بإنتاج التيار الكهربائي كانت قوة الرياح تستغل في إدارة طواحين الهواء ومضخات رفع المياه، كما إتبع في هولندا عندما نزح الهولنديون مساحات مائية من البحر لتوسيع الرقعة الزراعية عندهم. سبب عدم انتشارها في العالم أصواتها المزعجة وقتلها للطيور التي ترتطم بشفراتهاالسريعة، وعدم توفر الرياح في معظم المناطق بشكل مناسب


طاقة إشعاع:

تنتقل الطاقة الشمسية إلى الأرض كطاقة إشعاعية في صورة الضوء ، وهو موجات كهرو مغناطيسية. كذلك تصدرالنجوم طاقتها بصفة أساسية في صورة إشعاع.