أنواع الكهرباء والطاقة وطرق توليد ونقل القدرة للإستفادة منه فى توزيع ألاستهلاك ؟!

أنواع الكهرباء والطاقة وطرق توليد ونقل القدرة للإستفادة منه فى توزيع ألاستهلاك ؟!
كتب / محمد العزب
لابد من الالمام بـ ( قانون أوم ) وهو نسبة للعالم الفيزيائي الالمانى سيمون أوم لنتعرف على الكهرباء وفيما يستخدم
هيا بنا فى جولة قيمة وممتعة لنتعرف على معنى قانون اوم وفيما يستخدم حيث أطلق عليه هذا الاسم نسبة إلى العالم الفيزيائي الألماني جورج سيمون اُوم
وفى السطور التالية سيتم التعريف ببساطة عن النسبة الثابتة بين فرق الجهد وشدة التيار بالمقاومة الكهربية ويرمز إليها بالحرف اللاتيني R ويلاحظ أن المقاومة R لناقل ما هي إلا قيمة ثابتة ولا تتغير بتغير فرق الجهد بين طرفيه ، ويعبر عن هذا المبدأ من خلال القانون V = I * R
حيث أن :
V: هي فرق الجهد الكهربائي ( الفولت ) بين طرفي الناقل المعدني ( المقاومة ) ويقاس بوحدة تسمى بالفولت ، ويرمز له بالرمز ( V ).
I: هو شدة التيار الكهربائي المار في الناقل ويقاس بوحدة تسمى بالأمبير ، ويرمز له بالرمز ( A ).
R: هي مقاومة الناقل للتيار وتقاس بوحدة تسمى الأوم، ويرمز لها بالرمز ( Ω ).
الفرق بين الأمبير والفولت والوات لكل مادة أو مكوّن في الكون
من وحدة قياس خاصة به تناسب تكوينه وطريقة تصرفه بالبيئة ، وتسهل وحدات القياس التعامل مع المواد والعناصر وتيسر استخدامها فيما يتناسب والمجالات المختلفة التي تتطلب المعايير الدقيقة للقياس ، والتيار الكهربائي ليس استثناء وله وحدات قياس متعددة تناسب أنواع التيار ومقدار الطاقة المتولدة ، وتسهل عملية اختيار التيار المناسب للأجهزة والأدوات الكهربائية إلى جانب تيسير استخدامه في التجارب العلمية والتي تستلزم الدقة ومعايير معينة.
نسمع كثيرًا عن وحدات قياس الأمبير والفولت والوات وهي جميعها خاصة بالكهرباء، وقد يعتقد البعض أنها مسميات مختلفة لنفس القياس ولكن هذا الاعتقاد خاطئ حيث تتشابه هذه المقاييس من حيث إنّها خاصة بالكهرباء ولكنها تختلف من حيث نوعية التيار الكهربائي ومقدار الطاقة المتولدة وكيفية تولّدها ، والفرق البسيط بين الوحدات الثلاث هي:
[١] الأمبير ( بالإنجليزية: Ampere ): وهو وحدة قياس مدى سرعة تدفق التيار الكهربائي، وهو وحدة قياس القوة الدافعة الكهربائية للمصدر بمعنى أنه يعبر عن كمية التيار المتدفق بين طرفي المصدر. الفولت ( بالإنجليزية : Voltage ): وهي الوحدة الأساسية للقوة الدافعة الكهربائية ، وهي التي تسبب تدفق التيار عبر موصل له مقاومة، وهو وحدة قياس فرق الجهد بين طرفي المصدر، مثل : طرفي البطارية السالب والموجب ، ويعد الفولت فرق الجهد المتولد من القطب السالب والموجب ويمكن اختصاره بالقول أنّه مقدار قوة التيار الكهربائي من حيث أعلى قيمة وجود له في لحظة وجوده. الوات ( بالإنجليزية : Watt ) : الوحدة الأساسية للطاقة، وهي تساوي فولت واحد × أمبير واحد ؛ أي هو العلاقة التي تربط بين الأمبير والفولت، وتعبر عن مقدار الاستهلاك الفعلي للتيار ، ويُمكن التعبير عنه بالقانون: كمية الاستهلاك بالوات = شدة التيار بالأمبير X فرق الجهد بالفولت. الأمبير يعد الأمبير إحدى الوحدات الرئيسية السبع في النظام المتري ، وسميت بهذا الاسم خلفًا للعالم الذي اكتشفها، وهو الفيزيائي
) والرياضي الفرنسي ( أندريه ماري أمبير عالم الرياضيات الفرنسي المولود في العشرين من شهر يناير من عام 1775م في مدينة ليون الفرنسية ، واكتسب أمبير شهرته باكتشافاته المغناطيسية والكهربائية وتطوير هذه العلوم ، وفي عام 1820م نشر العالم أمبير رسميًا اكتشافه للتيار، وقد وضح بأن الأسلاك المتوازية التي تحمل تيارًا تتجاذب وتتنافر على حسب اتجاهات التيار داخلهم، وتكريمًا لاختراعه الثمين سُميت شدة التيار الكهربائي بأسم أمبير نسبة للعالم أندريه أمبير.
[٢] وقد استغل أمبير مهاراته في الرياضيات والإحصاء لملاحظة وقياس الحوادث الطبيعية المكتشفة من قبل علماء آخرين سبقوه في التجارب والدراسات، وقد بنى عليها واستمر في دراستها وإخضاعها للملاحظة الدقيقة حتى استطاع إيجاد العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية ، كما أنه طوّر طريقة جديدة لتصنيف العنصر الكيميائي ، وتعريف الأمبير هو: ” شدة التيار الناتج عن مرور شحنة قدرها 1 كولوم خلال موصل في زمن قدره 1 ثانية ، والمعادلة الرياضية التي تشرح هذا التعريف هي: 1 أمبير= 1 كولوم/ 1 ثانية ، ومن هنا نستطيع القول أنّ الأمبير هو شدة التيار الكهربائي المار في سلكين متوازيين في الفراغ، ويكون السلكان مفصولين عن بعضهما مسافة 1 متر، وتبلغ قوة التجاذب أو التنافر بينهما 0.0000002 نيوتن لكل متر من طول السلكين.
[٣] ويوجد لتيار الأمبير الكثير من التطبيقات في عصرنا، وتعتمد كافة الأجهزة الإلكترونية والكهربائية والتي لا يخلو أي بيت منها على الكهرباء في تشغيلها، ولا بد من معرفة مقدار الأمبير الذي باستطاعة أي جهاز كهربائي تحمله لإعادة شحنه أو تشغيله حتى لا تكون كمية الكهرباء المتولدة أكبر من طاقته ما يؤدي إلى تعطله أو عدم قدرته على العمل بالكفاءة المطلوبة ، ويمكن معرفة التيار الذي يعمل عليه أي جهاز من خلال معرفة قدرة الجهاز وهي القيمة المكتوبة عليه، وبما أن الجهد الكهربائي معروف في أغلب الدول نستطيع معرفته من خلال المعادلات التالية:
[٣] شدة التيار الكهربائي = كمية الشحنة المارة بالموصل/الوقت بالثواني. وفق قانون أوم: التيار= القدرة/ الجهد. التيار المتردد والمستمر يوجد نوعان للتيار الكهربائي هما:
[٤] التيار المستمر (DC): وهو التيار الذي تتدفق فيه الشحنات باتجاه واحد ثابت للشحنة الكهربائية، لذلك يُطلق عليه أيضًا اسم التيار الثابت، وهو تيار يتدفق في الموصلات والعوازل بجانب الأسلاك، ويصدر هذا النوع من التيارات من مصادر مُحددة كالخلايا الشمسية والبطاريات. التيار المتردد ( AC ): تيار تتدفق فيه الشحنات بمسارين متردد ودوري ، وتكون على شكل موجه جيبية ، وهو التيار الذي يصل إلى المنازل والشركات، ويُستخدم في إشارات الراديو والمحمول. الفولت إن أليساندر جيسبي فولتا ، عالم فيزياء إيطالي له الفضل في اختراع أول بطارية كهربائية ، ولد فولتا في 18 فبراير من عام 1745م في مدينة كومو الواقعة في إقليم لومبارديا الإيطالي ، وفي عام 1799م بعد سلسلة من المحاولات ، توصل لنتائج كبيرة ؛ إذ اخترع فولتا البطارية الكهربائية ، وأثبت أن البطاريات تتولد كيميائيًا على عكس ما كان سائدًا في تلك الفترة بأن البطاريات تولد الكهرباء فقط بواسطة الكائنات الحية ، وبعد اختراعه الثمين التفت الكثير من العلماء للكهرباء ، وحصلت نقلة نوعية هائلة في مجال الكيمياء الكهربائية والكهرباء عامة ، وتوفي فولتا في مسقط رأسه كومو في عام 1827 بعد سلسلة من الأمراض،
وكان تكريمه هو إطلاق اسمه على وحدة قياس الجهد الكهربائي.
[٥] إن فرق الجهد الكهربائي هو أحد أنواع الطاقة الكامنة، والفولت هي وحدة قياس فرق الجهد الكهربائي والذي يشير إلى الطاقة المنبعثة في حال مرور تيار كهربائي، وبالمثل فإن الجسم المُعلق يكون له طاقة كامنة وهي نفس مقدار الطاقة المنبعثة في حالة سقوطه ، ويُعرف الفولت على أنه وحدة القياس المستعملة لقياس القوة الكهربائية المحركة أو فرق الجهد أو ما يعرف بالتوتر الكهربائي ويرمز له اختصارًا بالرمز اللاتيني (V)، وقد أطلق على هذه المقياس اسم فولت تكريمًا للعالم الإيطالي ألساندرو فولتا مخترع البطارية الكهربائية ، ويُستخدم جهاز الفولتيميتر للحصول على قراءة فولتية سليمة، والفولتميتر لا يقتصر استخدامه فقط على الأجهزة والمعدات التي تعمل على الكهرباء من حولنا وإنما له استخدامات أخرى تتداخل ما بين علم الخلية وعلم كيميائية المواد وغيرها الكثير ، ومن أهم القيم المعتادة لفرق الجهد في كل ما حولنا ما يلي:
[٦] جهد الخلية العصبية في الجسم: وتبلغ حوالي 75 ميللي فولت. بطارية أحادية الخلية غير قابلة للشحن: إذ تصل قيمة الفولتية لها إن كانت جديدة ما يقارب 1.5 فولت. بطارية أحادية الخلية قابلة للشحن: تصل قيمة فولتيتها إلى ما يقارب 1.2 فولت. النظام الكهربائي للسيارة: ويبلغ فرق الجهد فيه حوالي 12 فولتًا. النظام الكهربائي في المنازل: وتختلف قيمته من بلد إلى آخر، ويبلغ في الولايات المتحدة الأمريكية حوالي 120 فولتًا، بينما في اليابان يبلغ 100 فولت، وفي أغلب الدول العربية وآسيا وإفريقيا يبلغ فرق الجهد 230 فولتًا. خطوط القطارات ذات القضيب الثالث الموصل للكهرباء: وتبلغ الفولتية فيه ما بين 600-700 فولت. خطوط نقل الكهرباء عالية الجهد: تبلغ أقل قيمة فولتية لها حوالي 110 كيلو فولت. البرق: وينتج البرق عن تجاذب الشحنات السالبة والموجبة، وتختلف فولتية حسب قوته وشدة التجاذب بين الشحنات المتضادة ولكن في الغالب يبلغ حوالي 100 ميجا فولت. الوات إن جيمس وات ( بالإنجليزية: James Watt ) مُهندس وعالم ومُخترع فيزيائي إسكتلندي ولد في عام 1736م، وتلقى تدريبه المُبكر في مصنع للأدوات في لندن، وقد كان على علاقة قوية مع الفيزيائي جوزيف بلاك مكتشف الحرارة الكامنة ، وبسبب هذه الصداقة توجهت جهود وات نحو مجالات الطاقة والبخار، وفي عام 1769م طور وات المحرك البخاري ، وقد حصل على العديد من براءات الاختراع في مجال المحركات البخارية، وبعدها اكتشف وات قانون القدرة الكهربائية، وتكريمًا له سمي وحدة قياس القدرة الكهربائية باسمه.
[7] الوات أو الواط كما في بعض المراجع هي عبارة عن وحدة مشتقة لقياس القدرة في نظام الوحدات الدولي، وسميت بهذا الاسم نسبة إلى المهندس الإسكتلندي جيمس وات الذي أسهم كثيرًا في تطويل المحرك البخاري، وقد اعتمد الفولت كوحدة قياس من قبل المؤتمر الثاني للجميعة البريطانية لتقدم العلوم في عام 1882 بالتزامن مع بدء الإنتاج التجاري للطاقة من الماء والبخار، وفي عام 1960م اعتماد الوات كوحدة لقياس القدرة في النظام الدولي للوحدات في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس الحادي عشر ، وتستخدم وحدة الوات في قياس القدرة الكهربائية ؛ إذ إن القدرة التي يبذلها تيار كهربائي مستمر ثابت قيمته واحد أمبير تحت تأثير جهد كهربائي قيمته واحد فولت تساوي واحد وات ، ويمكن التعبير عما سبق بالمعادلة الرياضية التالية:
[8] القدرة الكهربائية: وات= فولت x أمبير= جول/ ثانية. وبالنسبة للتيار المتردد فإن حاصل ضرب القيمة اللحظية بالأمبير في القيمة اللحظية بالفولت يعطي القيمة اللحظية بالوات، والمتوسط الجبري للقدرات اللحظية في دورة كاملة يساوي القدرة بالوات. وتوجد مصطلحات كثيرة مرتبطة بالوات ولكل منها قيمة معينة متمثلة بما يلي: الكيلو وات تساوي 1000 وات ، وهي عبارة عن وحدة قياس صغيرة تناسب الاستهلاك الكهربائي المنزلي. الميجا وات تساوي حوالي 1 مليون وات. الجيجا وات تساوي ما قيمته 1 مليار وات ، وهي وحدة كبيرة تناسب ومحطات توليد الكهرباء. التيرا وات وهي تبلغ 1,000,000,000,000 وات ، وهي الوحدة الأكبر التي تناسب إنتاج دولة من الطاقة الكهربائية.
:كما أن خلاصة كل ما سبق :
بذلك وحسب قانون أوم للمقاومة فإن: 1أمبير=1فولت/ أوم. التيار= الجهد/ المقاومة.
ملاحظة: أوم هي وحدة قياس المقاومة الكهربائية R حيث أن.
V = I * R
الفولت = التيار * المقاومة
ماذا يعنى فرق الجهد الكهربائى الفولت ( V ) وفيما يستخدم :
تعرضنا فيما سبق لقانون أوم ووجدنا انة يعتمد على العلاقة بين الفولت والتيار والمقاومة
فالجهد أو الفولت (بالإنجليزية: Voltage )
فرق الجهد هو معدل الشغل اللازم لانتقال شحنة كهربائية من نقطة إلى نقطة أخرى وابرز صورة له وتوضح معناة كما تبدوا فى الكهرباء الاستاتيكية او الساكنة مثل البرق والصواعق نتيجة لاصطدام السحاب وتقدر فيما يقارب بملايين الفولتات فى اقل من جزء من الثانية الواحدة ، والتى لو انها قد اقتربت من شخص أو كائن حى صعقتة كما تردية قتيلا في الحال ويمكن الحصول علي ما يسمى بفرق الجهد هذا فى الاستخدامات المفيدة لكافة مناحى الحياة بوسائل كميائية مثل مراكم السيارات والبطاريات البسيطة محددة قيمة الفولت والتى تتراوح ما بين 1.5 الى 9 الى 12 وحتى 24 فولت وتجدر الاشارة هنا الى أن هناك نوعان من التيار المتغيير وهو الاساس فى استخدامات المنازل والموسسات والمصانع الخ .. ، والتيار المستمر ، وسوف نتطرق حولة لاحقا ففرق الجهد النابع من هذا المصدر ( البطاريات الكيميائية ) يسمى بالتيار المستمر موحد الاتجاة ، وهاناك طريقتان لتوصيل البطاريات
طريقة التوالى ، والتى يذداد فيها الفولت V1 + V2 + V3 ,DJ ( ويتجزأ التيار فى هذا التوصيل
والتوصيل على التوازى ، والذى يكون فيها الجهد او الفولت ثابت بينما يزداد التيار والعكس صحيح ، ويقاس فرق الجهد بالفولت ( فرق الجهد هو نفسه الجهد الكهربي ) ،وهو يطلق على طاقة الدفع التي تسبب حركة الإلكترونات ( فيما يسمى التيار ) والذى سنعود لتعريفة لاحقا من القطب السالب إلى القطب الموجب بالجهد ، ينتج عن حركة الألكترونات تحويل الطاقة الكهربائية إلى صيغة أخرى من صيغ الطاقة وأهمها الطاقة الحرارية.
وحدة الجهد هي الفولت، وتقاس بالفولتميتر والذى يتم توصيلة على التوازى فى الدائرة ، ويمكن الحصول على هذه الوحدة من العلاقة الحسابية بقانون أوم V = I * R
حيث أن :
V : فرق الجهد او الفولت
I : معدل شدة التيار
R : قيمة المقاومة بالأوم
والان هيا بنا فى جولة سريعة وممتعة لشرح معنى التيار ومدى اهميتة فى تشغيل جودة الاجهزة الكهربائية والاليكترونية
ماذا يعنى التيار ( المتغير والمستمر AC & DC ) وفيما يستخدم :
تعرفنا بأن فرق الجهد ( الفولت V ) هو معدل الشغل اللازم لانتقال شحنة كهربائية من نقطة إلى نقطة أخرى وهو القوة الدافعة لشدة التيار الكهربائي ampere فتعرف شدة التيار بمعدل تدفق سريان التيار وهو ما قد نتج عن طاقة الدفع من شحنة الفولت ، والتي تسببت فى حركة الإلكترونات من القطب السالب إلى القطب الموجب وتسمى فى هذة الحالة بكمية الكهرباء التي تمر عبر المقطع المستعرض للموصل في وحدة الزمن. ووحدته هي ( الأمبير ) ولو شبهناة بمثال كما يمر الماء فى الانبوب ( مواسير المياة حسب سعتها واحجامها ) وتساوي شدة التيار الكهربائي أمبير واحد لزمن قدره ثانية واحدة.
وكما انة يعتمد على العلاقة بقانون أوم بين الفولت والتيار والمقاومة فهو لاعب محور اساسي مناسب لجودة اداء عمل الاجهزة الكهربائية والاليكترونية
وتجدر الاشارة ايضاً الى أن هناك نوعان من التيار :
التيار المتغيير ويرمز له بالرمز AC وهما اختصارا من المصطلح الانجليزي Alternating Current اي التيار المتردد ، والتيار المستمر ويرمز له بالرمز DC وهما اختصارا من المصطلح الانجليزي Direct Current اي التيار المستمر، إذا فما الفرق بينهما ؟!
التيار المتردد يأتى ذهاباً واياباً ويطلق عليه ايضا التيار المتناوب ويعرف على انه تيار كهربائي يعكس اتجاهه بشكل دوري ويتذبذب في مكانه ذهابا وعودة 50 أو 60 مرة في الثانية الواحدة حسب النظام الكهربائي المستخدم. وبالتالي فهو متغير الشدة ومتغير الاتجاه ( أي يتغير اتجاه معدل تدفق سريانه بين القطبين الموجب والسالب ) وإستخدامة رئيسي فى إمداد الاجهزة والانارة بالمنازل بالطاقة وفى المصانع لادارة المحركات ..الخ
كما يمكن تحويل التيار المتردد الى مستمر بواسطة موحدات تيار مستمر doid سيأتى ذكرها لاحقاً
أما التيار المستمر: فهو ثابت الشدة وموحد الاتجاة اي انه يسري في اتجاه واحد فقط وفي التيار المستمر تتدفق الشحنة الكهربائية في نفس الاتجاة بعكس النوع الاول وهو التيار المتردد ويظهر التيار المستمر في العديد من الاستخدامات والتطبيقات العملية المنخفضة الجهد ، خصوصا تلك التي تعمل بالبطاريات مثل الرادايو او الموبايل ، وبعض اللوحات التي تولد تيارًا مستمرا فقط ، أو فيما يسمى بأنظمة الطاقة الشمسية ، حيث أن الخلايا الشمسية بإمكانها توليد تيارات مسمترة فقط . اذا فنظام توليد الطاقة الكهربائية من الخلايا الشمسية يقوم بتوليد تيار كهربائي مستمر.
كذالك ايضاً يتم الحصول على الطاقة المتغيرة او المستمرة بواسطة مولدات التيار المستر او المتغير الذى ينقل بدورة الى محولات نقل القدرة بمحطات الضغط العالى ثلاثى الاوجة او الـ 3 فاز فيما يسمى بنجمة أو دلتا والذى سوف نتعرض للمزيد من التفاصيل حول كيفية توليد الكهرباء فى وقت لاحق
وحدة التيار هي الامبير A ، وتقاس بجهاز الاميتر والذى يتم توصيلة على التوالى فى الدائرة ، ويمكن الحصول على هذه الوحدة من العلاقة الحسابية والتى يعبر عنها بالرمز I بقانون أوم V = I * R
حيث أن :
V : فرق الجهد او الفولت
I : معدل شدة التيار
R : قيمة المقاومة بالأوم
وهنا الى حيث وحدة قياس معدل الاستهلاك للقدرة الكهربائية بالوات watt
ماذا تعني القدرة الكهربية باور Power ، معدل الاستهلاك بالوات Watt :
بعد ان تعرفنا على أن فرق الجهد أو الفولت V هو معدل الشغل اللازم لانتقال شحنة كهربائية من نقطة إلى نقطة أخرى وهو القوة الدافعة لشدة التيار الكهربائي والتى تسمى امبير ampere وتعرفنا بأن شدة التيار هى معدل تدفق سريان التيار وهو ما قد نتج عن طاقة الدفع من شحنة فرق الجهد
أما القدرة الكهربية ( بالإنجليزية : Electric power ) : التى يحتسبها عداد منزلك هي عبارة عن معدل الطاقة الكهربائية المحولة إلى أشكال أخرى كالضوء والحرارة والطاقة الميكانيكية ، حيث تساوي القدرة الكهربائية حاصل ضرب الفولت في التيار، وحيث انها ترتبط فى العلاقة وقانون أوم باالاشتراك مع الفولت والتيار فقد عُبر عن هذه العلاقة بالمعادلة الآتية: P = V * I مع ملاحظة هذا جيداً أى أن ( القدرة = التيار× الفولت ) ، وبمعنى آخر فإن شحنات الاليكترونات المتحركة الموجودة في التيار الكهربائي تبذل شغلاً قد يعمل مثلاً على تسخين دائرة ، أو إدارة محرك.
فإذا تم التعبير عن الجهد بوحدة الفولت والتيار بوحدة الأمبير، بالمقابل سيعبر عن القدرة بوحدة الواط watt ، حيث يتم التعبير عن هذه العلاقة بالمعادلة الآتية: watt = V * I أى أن ( الواط = التيار بالأمبير × الفولت ).
وللتوضيح إذا كان هنالك لمبة إضاءة تعمل على خط 120 فولت ، من فئة 120 واط ، فإن: 120 واط = 1 أمبير × 120 فولت، وبناءً عليه فإن مصباحاً من فئة 60 واط سيسحب نصف القيمة ( 0.5 ) أمبير على خط 120 فولت.
فإذا افترضنا تكلفة تشغيل سشوار شعر كهربائي 1200 واط لمدة ساعة ، إذا علمت أن 30 قرشاً / كيلو واط – ساعة فإن 1200 واط = 1.2 كيلو واط. 1.2 كيلو واط 1ساعة 30 قرشاً / 1كيلو واط – ساعة. إذن تكلفة تشغيل مجفف الشعر لمدة ساعة تساوي 36 قرشاً. فالكيلو واط هو عبارة عن 1000 واط ، أما عن تكلفة الطاقة الكهربائية فالقدرة إذا هي عبارة عن معدل الجهد او الفولت المستهلك ، وبمعنى آخر هي معدل تحول الطاقة ، ويُعبّر عنها بوحدة الـ watt الواط .
أما متوسط القدرة فتعرف بأنها الشغل الذي تم بذله خلال الفترة الزمنية اللازمة لبذله ، حيث عبر عن القدرة المتوسطة بالمعادلة الآتية : ( القدرة المتوسطة = الشغل / الزمن = الطاقة المتحولة / الزمن ). حيث إن القدرة المتوسطة تعبر عن الاستهلاك او الشغل المبذول خلال وحدة الزمن ، أما عن الوحدة المستخدمة في النظام الدولي لقياس القدرة فهي الجول لكل ثانية ، وقد أعطيت اسماً آخر وهو الواط ( 1 واط = 1 جول / ثانية ) ، في حين أن وحدة الواط مستخدمة بشكل أكبر وخاصة في الأجهزة الكهربائية ، أما بالنسبة لنظام الوحدات المعتمدة من المعيار البريطاني فالوحدة المستخدمة لقياس القدرة هي وحدة القدم ، باوند / ثانية. ويستخدم مصطلح ( القدرة بالحصان ) للدلالة على معدل مقدار 746 واط
الى الملتقى الجديد حول إمكانية تحويل التيار المتردد الى تيار مستمر عبرالموحدات الاليكترونية doid
– ومن هنا نصل الى طرق توليد كهرباء الضغط العالي ونقل القدرة للإستفادة منه فى توزيع ألاستهلاك ؟!
تعرفنا الان جيداً على ما يسمى ( بالتيار الكهربائى ) وأن هناك نوعان من هذا التيار :
التيار المتغيير : ويرمز له بالرمز AC وهما اختصارا من المصطلح الانجليزي Alternating Current اي التيار المتردد الذي يأتى ذهاباً واياباً ويطلق عليه ايضا التيار المتناوب ويعرف على انه تيار كهربائي يعكس اتجاهه بشكل دوري ويتذبذب في مكانه ذهابا وعودة 50 أو 60 مرة في الثانية الواحدة حسب النظام الكهربائي المستخدم. وبالتالي فهو متغير الشدة ومتغير الاتجاه ( أي يتغير اتجاه معدل تدفق سريانه بين القطبين الموجب والسالب )
، والتيار المستمر : ويرمز له بالرمز DC وهما اختصارا من المصطلح الانجليزي Direct Current اي التيار المستمر ، وهو ثابت الشدة وموحد الاتجاة اي انه يسري في اتجاه واحد فقط وفي التيار المستمر تتدفق الشحنة الكهربائية في نفس الاتجاة بعكس النوع الاول وهو التيار المتردد
بإختصار فإن الطاقة الكهربائية هي شكل من أشكال الطاقة الناتجة عن تدفق الشحنات الكهربائية، وقد تكون الطاقة الكهربائية إما طاقة وضع أو طاقة حركية، ولكنها عادةً ما تكون كطاقة وضع، وهي طاقة مخزنة بسبب المواضع النسبية للجسيمات المشحونة أو المجالات الكهربائية، وتسمى حركة الجسيمات المشحونة عبر سلك أو وسط آخر التيار او الكهرباء الذى يصل عبر مولدات التيار المتغير والمستمر فى شكل 3 فاز على تشكيل مكون من توصيل نجمة او دلتا كما هو موضح بالمرفق فكهرباء الضغط العالى من هذا النوع تستخدم فى ادارة محركات الالات بالمصانع أما ما يستخدم فى المنازل والمؤسسات الصغرى فهو عباره عن فازه من أصل 3 فاز والتى تتم من خلال محطات محولات نقل القدرة الرئيسية للضغط العالى ثم الى محطات خفض القدرة الفرعية تمهيدا للتوزيع للاستهلاك
وهناك طرق لتوليد الطاقة الكهربائية ففي عام 1831م، اكتشف العالم مايكل فاراداي أنه عندما يتم تحريك مغناطيس داخل ملف من الأسلاك، يتدفق تيار كهربائي في السلك، مما أدى الى اكتشاف المولد الكهربائي، وهو جهاز يحول أشكال الطاقة المختلفة إلى طاقة كهربائية، تعمل المولدات بسبب العلاقة بين المغناطيس والكهرباء، وتُنتج المولدات التي تحول الطاقة الحركية (الميكانيكية) إلى طاقة كهربائية معظم الطاقة الكهربائية التي نستخدمها في حياتنا، ومن أهم طرق إنتاج الطاقة الكهربائية ما يلي :
الغاز الطبيعي – ويتم فيها حرق الغاز الطبيعي بداخل غرفة احتراق، ثم تمريرها مباشرة من خلال التوربينات التي بدورها تدور لتنتج الطاقة الكهربائية.
المشتقات النفطية – تستخدم المشتقات النفطية لتسخين المياه وإنتاج بخار ماء يُمرر مباشرة خلال التوربينات لإنتاج الطاقة الكهربائية.
الانشطار النووي – هي طريقة يتم فيها إنتاج البخار بتسخين المياه من خلال عملية تسمى الانشطار النووي، وفي محطة للطاقة النووية، يحتوي المفاعل على نواة وقود نووي يتم استخدام الحرارة لتحويل المياه إلى بخار، الذي بدوره، يدور التوربينات التي تولد الكهرباء.
الكهرومائية – تعتبر الكهرومائية طريقة يتم فيها استخدام المياه المتدفقة لتدوير توربين متصل بمولد، وهناك نوعان أساسيان من أنواع الأنظمة الكهرومائية التي تنتج الكهرباء، النظام الأول، يتدفق الماء المتراكم في خزانات تم إنشاؤها باستخدام السدود إذ يسقط الماء عبر أنبوب صانِعاً الضغط على شفرات التوربين لتشغيل المولد والنظام الثاني، يسمى جريان النهر، ويستخدم قوة جريان نهر ( بدلاً من سقوط الماء ) ليصنع الضغط على التوربينات لإنتاج الكهرباء.
طاقة الرياح – طاقة الرياح يتم فيها استعمال طاقة الرياح لتدوير طواحين الهواء المتصلة بتوربينات توليد الطاقة الكهربائية، تماماً كطريقة جريان النهر.
الطاقة الشمسية – لا تستخدام الخلايا الشمسية أو “الفولتية الضوئية” مولدًا؛ كونها بحد ذاتها المولد للطاقة؛ إذ تستفيد هذه الخلايا من قدرة الضوء على التسبب في تدفق التيار فيها، ويتم توصيل سلسلة من الخلايا معا ويتدفق التيار من اللوحة عند سقوط ضوء الشمس عليها.