كيف تعمل الكهرباء ، أهمية الكهرباء في الحياة العصرية
كل معرفتنا بشكل عام والكهرباء بشكل خاص هي نتيجة لأبحاث وتجارب عدد كبير من العلماء ، والتي أجريت على مدى قرون عديدة. تم إجراء هذه الدراسات وما زالت تُجرى بمثابرة لا تُصدق ، وفقط من خلال العلاقات والتعاون المتبادلين يؤديان إلى اكتشافات واختراعات جديدة ، واحدة تلو الأخرى.
ومع ذلك ، يجب القول إننا ما زلنا نوظف القليل جدًا وقد لا نعرف كل شيء أبدًا. ومع ذلك ، فإن العقل البشري الفضولي يسعى دائمًا لاختراق أسرار الطبيعة خطوة بخطوة.
بحث في مجال الكهرباء وضع الأحكام التالية:
1. طبيعة الكهرباء والمغناطيسية هي نفسها.
2. كل ما نعرفه عن الكهرباء والمغناطيسية هو اكتشاف وليس اختراع. على سبيل المثال ، لا يمكنك القول أن شخصًا ما اخترع القطب. لذا فإن الكهرباء اكتشاف ، وليست اختراعًا ، ولكن تطبيقاتها لأغراض عملية هي عدد من الاختراعات.
3. أرضنا نفسها لها خصائص المغناطيس.
تم إثبات هذا الأخير من خلال حقيقة أن الأرض تعمل على المغناطيس تمامًا بنفس الطريقة التي يعمل بها مغناطيس واحد على الآخر.
المغناطيس طبيعي ومصطنع. كل من هؤلاء وغيرهم لديهم خاصية جذب الحديد لأنفسهم ، والقدرة ، في حالة تعليق ، على اتخاذ اتجاه من شمال إلى جنوب الأرض.
من خلال أبسط التجارب ، يمكنك التأكد من أن المغناطيس له الخصائص العامة التالية:
- قوة الجذب
- قوة دافعة
- القدرة على نقل مغناطيسيتها إلى الحديد أو الفولاذ ،
- قطبية أو القدرة على أن تكون موجودة من شمال إلى جنوب الأرض ،
- إمكانية اتخاذ وضع مائل عند التعليق.
بشكل عام ، يمكننا القول أن المغناطيسية هي جزء من علم الكهرباء وبالتالي فهي تستحق دراسة متأنية.
الظواهر المغناطيسية في الفيزياء - التاريخ والأمثلة والحقائق الشيقة
الخصائص المغناطيسية للمادة للمبتدئين
استخدام المغناطيس الدائم في الهندسة الكهربائية والطاقة
تأتي كلمة "كهرباء" من الكلمة اليونانية التي تعني "إلكترون" - الكهرمان ، حيث لوحظت الظواهر الكهربائية لأول مرة.
عرف الإغريق القدماء أنه إذا قمت بفرك العنبر على قطعة قماش ، فإنه يكتسب خاصية جذب الأجسام الخفيفة ، وهذه الخاصية هي بالضبط مظهر من مظاهر الكهرباء.
الكهرباء المُثارة في الكهرمان لها تأثير مباشر هنا. ولكن من الممكن نقل الكهرباء ومن ثم أفعالها على أي مسافة ، على سبيل المثال ، على طول سلك ، ولكي تكون هذه الإجراءات طويلة الأمد ، يجب أن يكون هناك ما يسمى بـ "مصدر الكهرباء" الذي يعمل طوال الوقت ، أي توليد الكهرباء.
ومع ذلك ، لا يمكن توليد الكهرباء إلا إذا صرفنا الطاقة عليها (كما كان الحال ، على سبيل المثال ، مع الكهرمان عندما نفركه) ،
لذا فإن أول شيء يجب التعامل معه في الهندسة الكهربائية هو الطاقة. لا يمكن القيام بأي عمل بدون استهلاك الطاقة ، لذلك يمكن تعريف الطاقة على أنها القدرة على القيام بالعمل.
الكهرباء بحد ذاتها ليست طاقة. لكن إذا جعلنا الكهرباء تتحرك بطريقة ما كما لو كانت تحت ضغط ، ففي هذه الحالة ستكون بعض أشكال الطاقة تسمى الطاقة الكهربائية أو الكهرباء.
عند إنفاق الطاقة بهذا الشكل ، تعمل الكهرباء فقط كوسيط ينقل الطاقة الموجودة فيها ، تمامًا كما ، على سبيل المثال ، يعد البخار وسيلة لنقل الطاقة الحرارية من الفحم إلى محرك بخاري ، حيث يتم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية .
عادةً ما تكون الطاقة الميكانيكية للبخار والغاز والماء والرياح وما إلى ذلك. يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية باستخدام آلات خاصة تسمى مولدات كهربائية... وبالتالي ، فإن المولدات الكهربائية ليست سوى آلات لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية ، يتم تطويرها بواسطة المحركات التي تحركها (بخار ، غاز ، ماء ، رياح ، إلخ).
بينما محركات كهربائية لا تقل عن آلات تحويل الطاقة الكهربائية الموردة لها في الأسلاك إلى طاقة ميكانيكية ، والمصابيح الكهربائية هي أجهزة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء ، ويتم فقدان جزء من الطاقة المزودة لكل مستخدم في الأسلاك.
يمكن أيضًا تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية ، على سبيل المثال ، بمساعدة ما يسمى بالخلايا الجلفانية.
لا يمكن تحويل الطاقة الكيميائية للفحم وأنواع الوقود الأخرى مباشرة إلى طاقة كهربائية ، لذلك يتم تحويل الطاقة الكيميائية للوقود أولاً إلى حرارة عن طريق الاحتراق. ثم يتم تحويل الحرارة بالفعل إلى طاقة ميكانيكية في أنواع مختلفة من المحركات الحرارية ، والتي ، من خلال تشغيل المولدات الكهربائية ، تزودنا بالطاقة الكهربائية.
القياس الهيدروليكي للتيار الكهربائي
المياه في الخزان A و B على مستويات مختلفة. طالما استمر هذا الاختلاف في مستويات المياه ، فإن الماء من الخزان B سوف يتدفق عبر الأنبوب R إلى الخزان A.
إذا حافظت المضخة P على مستوى ثابت في الخزان B ، فسيكون تدفق الماء في الأنبوب R ثابتًا أيضًا. وبالتالي ، مع تشغيل المضخة ، يظل المستوى في الخزان B ثابتًا وسوف يتدفق الماء عبر الأنبوب في جميع الأوقات. تم العثور على R.
في حالة وجود تيار كهربائي ، يتم الحفاظ على الفرق في ضغط الكهرباء ، أو كما يقال ، الإمكانات ، في جميع الأوقات إما كيميائيًا (في الخلايا والبطاريات الجلفانية الأولية) أو ميكانيكيًا (عن طريق تحويل مولد كهربائي) .
تحويل الطاقة - الكهربائية والحرارية والميكانيكية والضوء
الخلايا والبطاريات الجلفانية - الجهاز ، مبدأ التشغيل ، الأنواع
الطاقة الكهربائية: مزاياها وعيوبها
حول التيار الكهربائي والجهد والطاقة من كتاب أطفال سوفيتي: بسيط وواضح
الطاقة في حد ذاتها لا تتولد مرة أخرى ، لا تختفي. يُعرف هذا القانون باسم قانون حفظ الطاقة... يمكن أن تتبدد الطاقة فقط ، أي أن تتحول إلى شكل لا يمكننا استخدامه. لا يزال المقدار الإجمالي للطاقة في الكون ثابتًا وغير متغير.
وبالتالي ، مع مراعاة قانون الحفاظ على الطاقة ، لا يتم إنشاء الكهرباء مرة أخرى ، لكنها لا تختفي ، على الرغم من أن توزيعها قد يتغير.
بكل المقاييس ، جميع سياراتنا وبطارياتنا الكهربائية هي مجرد أجهزة لتوزيع الكهرباء عن طريق نقلها من مكان إلى آخر.
لقد تطورت الهندسة الكهربائية كعلم على نطاق واسع في فترة زمنية قصيرة نسبيًا ، وقد خلق عدد من تطبيقاتها الأكثر تنوعًا طلبًا هائلاً على جميع أنواع الأجهزة والآلات الكهربائية ، والتي يشكل تصنيعها فرعًا واسعًا من الصناعة.
ما هي الكهرباء؟ غالبًا ما يتم طرح هذا السؤال ولا يزال لا يمكن الإجابة عليه بشكل مرض. كل ما نعرفه هو أنها قوة تطيع قوانين معروفة لنا.
استنادًا إلى البيانات المتوفرة لدينا ، يمكن القول إن الكهرباء لا تظهر أبدًا بدون بعض الاندفاعات ، فقد تمكنت البشرية من تسخير هذه القوة وجعلها خادمها الجبار. يمكننا الآن إنتاج واستخدام هذه الطاقة بشكل مثالي.
للكهرباء أهمية كبيرة في نقل الطاقة لمسافات طويلة من الأماكن التي توجد فيها طاقة رخيصة (ماء أو وقود رخيص).
تبين أن هذا النقل مفيد بشكل خاص لأنه ، علاوة على ذلك ، يمكن أن تكون أسلاك النقل في حالة الجهد العالي رقيقة وبالتالي رخيصة.
لماذا يتم نقل الكهرباء عن بعد عند زيادة الجهد
توليد ونقل التيار الكهربائي المتردد
كيف يتم إنتاج الكهرباء في محطة الطاقة الحرارية (CHP)
جهاز ومبدأ تشغيل محطة الطاقة الكهرومائية (HPP)
كيف تعمل محطة الطاقة النووية (NPP)
عند الاستهلاك ، يمكن استخدام الكهرباء لأي غرض حرفيًا: الإضاءة والطاقة (في مجموعة متنوعة من التطبيقات) والتدفئة وما إلى ذلك.
وبالمثل ، تُستخدم الكهرباء على نطاق واسع في استخراج المعادن من الخامات ، وضخ المياه وتهوية المناجم ، والاتصالات السلكية واللاسلكية ، والطلاء الكهربائي ، والأدوية ، وما إلى ذلك ، مما يوفر الراحة في كل مكان ويجعل الإنتاج أرخص. هذا هو السبب في أن أي شخص متعلم في عصرنا لم يعد يجهل الهندسة الكهربائية.