الكهرباء هي قوة موجودة في جميع المواد الصلبة والسائلة والغازية

تتولد الكهرباء عن الديناموات (مولدات).والدينامو عبارة عن وشيعة يلتف حولها سلك موصل , وتدور بين قطبين مغناطيسيين.

وقد قام فاردي بتجربة,في هذا المضمار,سنة1831 وقد قام وشيعة (من الصنف المذكور ) من حقل مغناطيسي ,ثم يبعدها عنه بالتناوب. والتربينه البخارية هي الاداة المستعملة غالبا لجعل الديناموات تدور. والتربينات الهيدروليكية هي التي تشغل المحطات الموجودة قرب الشلالات او السدود كما ان عدد المحطات النووية المعتمدة بدورها لنفس الهدف,في تزايد مستمر.ويستعمل الفحم والمازوت عادة لتسخين ماء التربينات البخارية ولكن الجانب السلبي في هذا يتمثل في كونهما يلوثان الهواء. إضافة إلى هذا فان معدل ما يستهلك منهما الآن يجعلنا نستخلص أنهما سيستنفذان بعد حوالي قرنين. فما هو الحل الذي سيتم اللجوء إليه إذاك؟لا شك أن المشروع الذي اشرنا إليه سينجز, ولكن ذالك لن يتم في وقت قريب وبالتالي فلن تتوافر 20000 مليار من الكيلوواطات (ضعف القدر الضروري الآن) سنة 2000,بهذه الطريقة التي ما تزال تنتمي الى مجال التصور الذهني. بالنظر الى كل هذا,صيغت مشاريع اخرى,وهي الان قيد الدرس.وهناك واحد من بينها يقتضي استعمال الطاقة الناتجة عن المد. بل ان هناك مصنعا يشتغل بهذه الطاقة في فرنسا (يشرف على مصب "الرانس" ببريطانيا)وينتج حوالي 30000كيلوواط.

1 – ب: تاريخ الكهرباء

اصل كلمة كهرباء العربية كهربا ( وهو صمغ شجرة اذا حك صار يجذب التبن نحوه). فالكهرباء الستاتيكية السكونية)هي أول ما عرف من أشكال الكهرباء. ويمكن بالفعل أن تتولد إذا ما حكت قطعة راتنج (مادة صمغية تنتجها بعض النباتات ) شبيهة بالعنبر...

بعد ذلك بمائة وثلاثين سنة. الانجليزي ستيفن غراي (1670-1736) جمع لائحة تتضمن أسماء العناصر الموصلة والعناصر العازلة للكهرباء .وفي 1733,اكتشف الفرنسي شارل دوفاي 1698-1733وجود شحنة كهربائية موجبة وأخرى سالبة:أن الشحنتين من طبيعة واحدة تتنابذان, وشحنتين متعارضتين تتجتذبان.كانت أول بطارية كهربائية هي "قنينة ليد "(وليد هو اسم المدينة الهولندية التي اخترعت فيها).تلك كانت قنينة مليئة بالماء سدادتها الزجاجية يخترقها مسمار يطال السائل.وعن طريق المسمار ,تبث شحنة في الماء المعزول داخل الزجاج.فإذا أحدث تماس بين المسمار وموصل آخر تنتج عن ذلك شرارة.

وفي 1752,تمكن الأمريكي بنجامين فرنكلين 1706-1790,في وقت كانت خلاله السماء تبرق وترعد,من توجيه البرق في لحظة ما إلى قنينة ليد,باستعمال طيارة ورقية,مبرهنا بذلك على كون العواصف الرعدية من طبيعة كهربائية. وتوالت التجارب والاكتشافات بسرعة.فصنع ألكسندر فولتا أول بطارية كيميائية (حوالي 1800),إذا راكم اسطوانات من فضة وأخرى من توتياء ،تفصل بينهما حلقات من ورق مقوى مشرب بالماء المالح. وفي سنة 1820,ابرز الدنيماركي ويرستد (1777- 1851) ان هناك علاقات وثيقة بين الكهرباء والمغناطيسية. وذلك ما أكده أندري ماري أمبير,إذ أوضح أن لقضيب فولاذي ممغنط نفس خصائص الوشيعة المكهربة. وقد اخترع هذا الأخير,"المقياس الغلفاني" لقياس قوة التيار. وفي 1826,فسر غ. س. اوم (1787-1854) ظاهرة إيصال أجسام صلبة للكهرباء,ووضع تعريفا للجهد الكهربائي(=قوة دافعة كهربائية),ومفعوله على الموصلات.وفي 1864,قدم ماكسويل 1831-1879,في نظريته الكهرطيسية,تركيبا لكل المعارف المتعلقة بالكهرباء. وأخيرا,قدم ألبرت اينشتاين تفسيرا لمجمل الظواهر الكهرطيسية في إطار نظريته النسبية.

1 – ج: الطاقة الكهربائية في المستقبل!

يعود30%من المنتوج الكهربائي العالمي الى الولايات المتحدة(أي انها تنتج 2356 مليار كيلوواط)وهي تملك المحطة الكهربائية الثانية في العالم من حيث الاهمية(سد"غراند كوليه" طاقته: 9,8 ميغاواط) بعد محطة ايتايبو (البرازيل, البراغواي),التي تشتغل منذ 1982 وتنتج 12,6 ميغاواط.وفي 1987 كان الاتحاد السوفيتي(ولم يكن بعد قد انقسم الى دول عديدة) يحتل المرتبة الثالثة(سعة:1295 مليار كيلوواط).وهناك عدد من الدول يزداد فيها استهلاك الكهرباء بنسبة اكبر من تلك التي يزداد بها في الولايات المتحدة.ومع هذا, يتوقع ان يستغل في هذه الدول ربع المنتوج العالمي ,سنة 2000.

إن التطور التكنولوجي يمكن من سد الحاجات الآنية في هذا المضمار.ولكن لن تتفاقم أزمة الطاقة بشكل مقلق قبل القرن الواحد والعشرين.إلا أن الوقت والمال اللازمين لتحقيق المشاريع المشار إليها أعلاه يحسبان بالعقود وبالملايير.والكثير من الخبراء في هذا المجال يرون انه من الواجب الشروع في معالجة المشكل الآن,قبل أن يفوت الأوان.

الكهرباء احد أكثر مصادر الطاقة وفرة.فهي موجودة في كل شئ.وتمدنا الكهرباء بالحرارة والضوء. وهي التي تسبب القوة المحركة للمحركات التي تسير القاطرات والشاحنات والمعدات الآلية.وبدون الكهرباء لن يكون لدينا راديو أو تلفزيون أو تلفون.


2 – ا: 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) وأسهل 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 ذالك 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 والأجهزة 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 مناشره بالمولدات وتسنى المجموعة مولدا تربينيا وفي المحطات الكهربائية تدوير المولدات.

التوربينات المائية ولاعتماد هذه المحطات على القدرة المائية تشيد في مواقف الشلالات الطبيعية أو متساقط المياه الصنعيه علفى مجاري الأنهار .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 المكانيكية إلى طاقه كهر بائيه وقد استنبط 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 ثانية 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 متناوبه لأن هذه التيارات يمكن تغييرها بسهولة في محولات 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 حث)المجال المغنطيسي المتغير الحاصل في المغنطيسي الدوار (العضو الدوار).

2 – ب: البطاريات

البطارية طرف سالب وطرف موجب، وعندما يوصل سلك بين طرفين تسرى عبره الالكترونات من الطرف السالب الى طرف الموجب.
البطارية الجافة :
هي كتلك التي نستخدمها في راديوا الترانزستور أو مصباح البطارية اليدوي ، تتحرر الالكترونات بالتأثر الكيميائي لكلوريد الامونيوم {ملح النشادر}على الزنك 0ومع استخدام البطاريات ستنفذ الكيماويات الموجوده بها حتى يتوقف تحرر الالكترونات 0عندئذ 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 الالكترونات 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 الكهربائية 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 او ملفات تدار حول مغناطيسات وتدار معظم المولدات بواسطة توربينات والتوربينات عبارة عن عجلات تشبه إلى حد كبير إطار 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.

2 – ج: طرق توليد الطاقة الكهربائية

طرق توليد الطاقة الكهربائية:
إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقة عملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر حسب مصادر الطاقة المتوفرة في مراكز الطلب على الطاقة الكهربائية وحسب الكميات المطلوبة لهذه الطاقة ، الأمر الذي يحدد أنواع محطات التوليد وكذلك أنواع الاستهلاك وأنواع الوقود ومصادره كلها تؤثر في تحديد نوع المحطة ومكانها وطاقتها .

أنواع محطات التوليد:

محطات التوليد البخارية:تعتبر محطات التوليد البخارية محولا للطاقة (Energy Converter)وتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسب الأنواع المتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أو الغاز الطبيعي أو الصناعي .
تمتاز المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها بالنسبة لإمكاناتها الضخمة كما تمتاز بإمكانية استعمالها لتحلية المياه المالحة ، الأمر الذي يجعلها ثنائية الإنتاج خاصة في البلاد التي تقل فيها مصادر المياه العذبة.

محطات التوليد النووية:محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولد الطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد.


<BLOCKQUOTE dir=rtl style="MARGIN-LEFT: 0px">
- موقع http://www.salahws.com- موقع ويكيبيديا- موقع google قسم البحث عن الصور</BLOCKQUOTE>
الفهرس
<BLOCKQUOTE dir=rtl style="MARGIN-LEFT: 0px">
- مقدمة- الفصل الأول: ماهية الكهرباء ماهي الكهرباء؟تاريخ الكهرباءالطاقة الكهربائية في المستقبل
- الفصل الثاني: توليد الكهرباء المولدات الكهربائيةالبطارياتطرق توليد الطاقة الكهربائية
- المراجع - الفهرس</BLOCKQUOTE>