ما يسمى بالطاقة الكهربائية

وفق المفاهيم العلمية الحديثة ، طاقة إنه مقياس كمي عام للحركة والتفاعل بين جميع أنواع المادة ، والذي لا ينشأ من لا شيء ولا يختفي ، ولكن يمكن أن ينتقل فقط من شكل إلى آخر وفقًا لقانون حفظ الطاقة. التمايز بين الطاقة الميكانيكية والحرارية والكهربائية والكهرومغناطيسية والنووية والكيميائية وطاقة الجاذبية ، إلخ.

بالنسبة لحياة الإنسان أهم شيء هو استهلاك الطاقة الكهربائية والحرارية التي يمكن استخلاصها من مصادر طبيعية - مصادر الطاقة.

مصادر الطاقة - هذه هي المصادر الرئيسية للطاقة الموجودة في الطبيعة المحيطة.

من بين أنواع الطاقة المختلفة التي يستخدمها الإنسان ، يحتل مكان خاص أكثر أنواعه عالمية - طاقة كهربائية.

انتشرت الطاقة الكهربائية بسبب الخصائص التالية:

• القدرة على الحصول من جميع موارد الطاقة تقريبًا بتكاليف معقولة ؛

• سهولة التحول إلى أشكال أخرى من الطاقة (ميكانيكية ، حرارية ، صوتية ، ضوئية ، كيميائية) ؛

• القدرة على الإرسال بسهولة نسبية بكميات كبيرة عبر مسافات طويلة بسرعة هائلة وخسارة قليلة نسبيًا ؛

• إمكانية استخدامها في الأجهزة التي تختلف في الطاقة والجهد والتردد.

تستخدم البشرية الطاقة الكهربائية منذ الثمانينيات.

نظرًا لأن التعريف الشائع للطاقة هو الطاقة لكل وحدة زمنية ، فإن وحدة قياس الطاقة الكهربائية هي كيلوواط ساعة (كيلوواط ساعة).

الكميات والمعلمات الرئيسيةالتي يمكنك من خلالها توصيف الطاقة الكهربائية ووصف جودتها ، وهناك ما هو معروف:

• الجهد الكهربائي - U ، V ؛

• التيار الكهربائي - أنا ، أ ؛

• القدرة الكلية والنشطة والمتفاعلة على التوالي S ، P ، Q في كيلو فولت أمبير (kVA) ، كيلووات (kW) و كيلو فولت أمبير المتفاعل (kvar) ؛

• معامل القدرة cosfi ؛

• التردد - f ، هرتز.

لمزيد من التفاصيل انظر هنا: الكميات الكهربائية الأساسية

الطاقة الكهربائية لها عدد من الخصائص:

• لا تخضع مباشرة للإدراك البصري ؛

• تتحول بسهولة إلى أنواع أخرى من الطاقة (مثل الحرارية والميكانيكية) ؛

• ببساطة شديدة وبسرعة عالية ينتقل عبر مسافات طويلة ؛

• بساطة توزيعها في الشبكات الكهربائية ؛

• سهل الاستخدام مع الآلات والمنشآت والأجهزة ؛

• يسمح لك بتغيير المعلمات (الجهد ، التيار ، التردد) ؛

• سهل المراقبة والتحكم ؛

• تحدد جودتها جودة المعدات التي تستهلك هذه الطاقة ؛

• لا يمكن أن تكون جودة الطاقة في مكان الإنتاج بمثابة ضمان لجودتها في مكان الاستهلاك ؛

• الاستمرارية في البعد الزمني لعمليات إنتاج الطاقة واستهلاكها ؛

• عملية نقل الطاقة مصحوبة بخسائرها.

طاقة وطاقة مصنع شريط فيديو تعليمي لشاشة التيار الكهربائي:

طاقة وقوة التيار الكهربائي - 1964

استخدام الكهرباء على نطاق واسع العمود الفقري للتقدم التكنولوجي... في كل مؤسسة صناعية حديثة ، تعمل جميع آلات وآليات الإنتاج بالطاقة الكهربائية.

على سبيل المثال ، يسمح ، مقارنة بأنواع الطاقة الأخرى ، بأكبر قدر من الراحة وأفضل تأثير تكنولوجي للقيام به المعالجة الحرارية للمواد (تسخين ، صهر ، لحام). حاليًا ، يتم استخدام تأثير التيار الكهربائي على نطاق واسع لتحلل المواد الكيميائية وإنتاج المعادن والغازات ، وكذلك لمعالجة سطح المعادن من أجل زيادة مقاومتها الميكانيكية ومقاومة التآكل.

للحصول على الطاقة الكهربائية هناك حاجة إلى موارد الطاقة التي يمكن أن تكون متجددة وغير متجددة. تشمل الموارد المتجددة تلك التي يتم تجديدها بالكامل خلال عمر جيل واحد (الماء ، والرياح ، والخشب ، وما إلى ذلك). تشمل الموارد غير المتجددة تلك التي تراكمت في السابق في الطبيعة ، ولكنها لم تتشكل عمليًا في ظل ظروف جيولوجية جديدة - الفحم والنفط والغاز.

تتضمن أي عملية تكنولوجية للحصول على الطاقة الكهربائية تحويلًا فرديًا أو متكررًا لأنواع مختلفة من الطاقة. في هذه الحالة تسمى الطاقة المستخرجة مباشرة من الطبيعة (طاقة الوقود ، الماء ، الرياح ، إلخ). أساسي… الطاقة التي يتلقاها الشخص بعد تحويل الطاقة الأولية في محطات توليد الطاقة تسمى ثانية (كهرباء ، بخار ، ماء ساخن ، إلخ).

في قلب الطاقة التقليدية توجد محطات الطاقة الحرارية (CHP) ، التي تستخدم طاقة الوقود الأحفوري والوقود النووي ، و محطات توليد الطاقة الكهرومائية (HPP)... عادة ما تكون سعة وحدة محطات الطاقة كبيرة (مئات ميغاواط من السعة المركبة) ويتم دمجها في أنظمة طاقة كبيرة. تولد محطات الطاقة الكبيرة أكثر من 90٪ من إجمالي الكهرباء المستهلكة وهي أساس مجمع الإمداد المركزي للطاقة للمستهلكين.

تعكس أسماء محطات الطاقة عادةً نوع الطاقة الأولية التي يتم تحويلها إلى أي طاقة ثانوية ، على سبيل المثال:

• يحول CHP الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية ؛

• تقوم محطة توليد الطاقة الكهرومائية (HPP) بتحويل طاقة حركة المياه إلى كهرباء ؛

• تعمل مزرعة الرياح (WPP) على تحويل طاقة الرياح إلى كهرباء.

من أجل التوصيف المقارن للعمليات التكنولوجية لإنتاج الكهرباء ، يتم استخدام مؤشرات مثل كفاءة استخدام الطاقة ، والسعر المحدد البالغ 1 كيلوواط من الطاقة المركبة لمحطة الطاقة ، وسعر الكهرباء المولدة ، وما إلى ذلك.

تنتقل الطاقة الكهربائية عن طريق المجال الكهرومغناطيسي للموصل ، وهذه العملية لها طابع موجي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنفاق جزء من الطاقة الكهربائية المرسلة في الموصل نفسه ، أي يتم فقده. هذا ما يعنيه المفهوم «فقدان الكهرباء»… يوجد فقدان للكهرباء في جميع عناصر النظام الكهربائي: المولدات ، والمحولات ، وخطوط الطاقة ، وما إلى ذلك ، وكذلك في المستقبلات الكهربائية (المحركات الكهربائية ، والأجهزة الكهربائية ، والمجاميع).

يتكون الفقد الكلي للكهرباء من جزأين: الخسائر الاسمية ، والتي يتم تحديدها بواسطة ظروف التشغيل في الأوضاع الاسمية والاختيار الأمثل لمعلمات نظام إمداد الطاقة ، وخسائر إضافية بسبب انحراف الأوضاع والمعلمات عن القيم الاسمية. يعتمد توفير الكهرباء في أنظمة الإمداد بالطاقة على تقليل الخسائر الاسمية والإضافية.