يقدم لكم موقع إقرأ في هذا المقال مقدمة وخاتمة عن الطاقة الكهربائية ، و طرق توليد الطاقة الكهربائية ، و مصادر الطاقة الكهربائية ، و فوائد الطاقة الكهربائية ، و مميزات الطاقة الكهربائية ، و خاتمة بحث عن الطاقة الكهربائية ، أحد صور الطاقة المعتمد عليها في الغالبية العظمى من أنشطة الإنسان الحياتية إن لم يكن جميعها، ولا يمكن الاستغناء عنها في أي زمان أو مكان خاصة في ظل عصر التقدم التكنولوجي والسرعة التي نشهدها اليوم. فلا قيام للصناعات والمجالات العلمية والاتصالات وغيرها بدون الاعتماد على الطاقة الكهربائية.
مقدمة وخاتمة عن الطاقة الكهربائية
مقدمة عن الطاقة الكهربائية
الطاقة هي القُدرة على إنجاز عمل ما أو تطبيق قوة معينة على جسم لتحريكه، وتعرّف الطاقة الكهربائية بأنها الطاقة التي تَنتُج من تَدفُق الشُّحنات الكهربائية، ويُمكن تعريفها أيضاً بأنها الطاقة المُخزَنة في جُسيمات مشحونة داخل حَقل كهربائي وهو المنطقة التي تُحيط بالجُسيم المشحون، وتَستخدم الطاقة الكهربائية قوة الجَذب والتنافُر بين الجُسيمات المشحونة لتحريكها وإنجاز العمل.
تُصنَّف الطاقة بشكل عام إلى فئتين إما طاقة حركية، وهي طاقة الجسم أثناء حركته والتي تتزايد بازدياد سرعته، أو طاقة كامنة وهي ما يتم تخزينه من طاقة في جسم أو مادة بسبب موضعه أو حالته، فعند تغييرهما تتحرر هذه الطاقة المُخزنة، ولكن الطاقة الكهربائية غالباً ما تكون على شكل طاقة كامنة.
طرق توليد الطاقة الكهربائية
تتولد الطاقة الكهربائية عبر تحويل أنواع مختلفة من الطاقة مثل الطاقة الكيميائية والميكانيكية وغيرها، إلى طاقة كهربائية، ومن الطرق الأساسية لتوليد الطاقة الكهربائية ما يلي:
التأثير الكهروضوئي (Photovoltaic effect)
- يتمثل في انبعاث الإلكترونات من الأجسام حين اكتسابها ما يكفي من طاقة ضوئية، إذ أن ما تمتلكه الطاقة من فوتونات الضوء يتناسب طرديًا مع تردد الضوء، بينما الإلكترونات فإنها تمتلك طاقة تسمى طاقة ربط الإلكترون، وتتم عملية الانبعاث الضوئي حينما تكتسب الإلكترونات طاقة زائدة عن طاقة ربط الإلكترون وبالتالي يحدث سريان تيار من الإلكترونات وهو المعروف بـ(التيار الكهربائي).
التحليل الكهربائي (Electrochemistry)
- تتحول الطاقة الكيميائية لطاقة كهربائية في تلك الحالة بطريقة مباشرة، مثلما يحدث بالبطاريات؛ حيث تتكون البطارية من إلكترودين واحد منهما يتصل بالقطب الموجب ويُعرف بالمهبط، والثاني يتصل بالقطب السالب ويُعرف بالمصعد، يتم غمر كلاً منهما بسائل كيميائي اسمه العلمي الكهرل، والذي يتألف من أيونات تتفاعل مع مادة الإلكترود لتوليد تيار كهربائي، وتتمثل أهميتها بالتطبيقات المحمولة والمتنقلة.
الحث الكهرومغناطيسي (Electromagnetic induction)
- يقصد به إنتاج قوة كهربائية محركة أو ما يطلق عليه اسم (الجهد الكهربائي) من خلال وضع موصل كهربائي بمجال مغناطيسي مُتغير أو بواسطة حركة موصل بمجال مغناطيسي ثابت.
- تلك الظاهرة تنسب للعالم مايكل فارادي، ومن أهم ما يمكن ذكره لها من تطبيقات (المولد الكهربائي) والذي يقوم عمله على حركة موصل بمجال مغناطيسي، من أجل تكوين شحنات كهربائية وتوجيهها لإنشاء تدفق للتيار.
- ويتم استخدام المولد بتحويل طاقة ميكانيكية إلى طاقة كهربائية، حيث تستخدم تلك المولدات بالكثير من محطات التوليد ومنها محطات الرياح ومحطات الوقود الأحفوري.
قد يهمك:
- مقدمة وخاتمة موضوع تعبير عن النظافة
- مقدمة عرض خاتمة عن تلوث البيئة
- مقدمة وخاتمة عن جمال الطبيعة
- مقدمة وخاتمة عن حسن الخلق
- مقدمة وخاتمة عن العنف المدرسي
- مقدمة وخاتمة عن الأخلاق
مصادر الطاقة الكهربائية
- مصادر حرارية
تستخدم أغلبية محطات توليد الطاقة الكهربائية الوقود لتسخين المياه اللازمة لتوليد البخار واستكمال دورة توليد الكهرباء المسّماة بدورة رانكن (بالإنجليزية: Rankine cycle)، ويحكم القانون الثاني للديناميكا الحرارية جميع المحطات الكهربائية، وهذا يعني أنّها لا تستطيع تحويل طاقتها الحرارية لكهرباء بكفاءة 100%، ومن الأمثلة على المصادر الحرارية لتوليد الطاقة الكهربائية ما يأتي:
الوقود الأحفوري
تحرق محطات التوليد الوقود الأحفوري بأنواعه المختلفة لتوليد بخار الماء اللازم لتشغيل المحطة، وفي محطات الكهرباء الغازية تُشغّل الغازات التوربين فتتحرّك شفراته مباشرة، أمّا في محطات الكهرباء ذات الدورة المُركّبة فيُستخدم مولّد بخاري (بالإنجليزية: steam generator) لزيادة إنتاج الكهرباء، ومن الجدير بالذكر أنّه في العام 2017م أنتج العالم نسبة 64.5% من حاجته للكهرباء اعتماداً على الوقود الأحفوري.
الوقود النووي
تتشابه عملية توليد الكهرباء في محطات الطاقة النووية مع محطات التوليد باستخدام الوقود الأحفوري، إلّا أنّها تعتمد على حرارة الانشطار النووي بدلاً عن حرق أنواع الوقود الأحفوري لإنتاج بخار الماء، وتتميّز هذه المحطات بقلّة انبعاثاتها الضارة بالبيئة والملوّثة للهواء، فهي لا تحتاج لكميات كبيرة من الوقود على عكس غيرها من محطات توليد الكهرباء التقليدية.
- مصادر متجددة
تتميّز محطات الطاقة الكهربائية المتجددة باكتساب طاقتها مباشرةً من مصادر الطاقة المتجددة غير القابلة للنفاذ، لكن هذه المصادر غير متوافرة في كلّ وقت ومكان، ممّا يجعل المحطات متقطّعةً في الإنتاج وغير قابلة للاعتماد عليها بشكل كامل، ومن المصادر المتجددة للطاقة الكهربائية ما يأتي:
طاقة المياه
يتمّ إنتاج الطاقة الكهرومائية عن طريق تخزين كميات هائلة من المياه في السدود، ثمّ السماح لها بالتدفّق عبر بوابات خاصة لتمرّ عبر توربينات مائية لتوليد كميّات كبيرة من الكهرباء الصديقة للبيئة، كما يُمكن استغلال جريان الأنهار في إنتاج الطاقة الكهرومائية، ومن محددات هذه الطريقة أنّها محكومة بإيجاد موقع مناسب لبناء السد وبناء محطة طاقة كهرومائية عليه.
الطاقة الشمسية وطاقة الرياح
تعدّ طاقة الرياحوالطاقة الشمسية من أشهر مصادر الطاقة المتجددة المستخدمة في عملية توليد الكهرباء، وتتميّز الطريقتان بانبعاث كميات قليلة جداً من الغازات المُسبّبة للاحتباس الحراري، وفي عام 2017م أنتج العالم ما نسبته 4.4% و1.3% من إجمالي حاجاته للكهرباء من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح على التوالي.
ولكن من أبرز عيوب هاتين الطريقتين اعتمادهما بشكل مباشر على حالة الطقس ممّا يمنعهما من إنتاج الكهرباء بمقدار ثابت ومستمر، فتوربينات الرياح تعتمد على سرعة الرياح فلا تولّد الطاقة الكهربائية أثناء سرعات الرياح المنخفضة أو القوية جداً، كما أنّ ألواح الخلايا الشمسية تعتمد على عدّة عوامل لتوليد الكهرباء، مثل: الوقت، واليوم، والفصل، وحالة السماء إذا كانت صافيةً أو غائمة، كما تتأثّر بمستوى نظافة الألواح نفسها.
طاقة الحرارة الأرضية
ترتفع الحرارة كلّما زاد العمق في الأرض بعيداً عن القشرة؛ وذلك نتيجة الضغط، والتحلل الإشعاعي، ووجود الصخور المنصهرة، ومن الأدلة على ذلك تفجّر عيون المياه الساخنة ودفعها للبخار والماء الساخن لسطح الأرض، وهو ما جذب انتباه مهندسي الطاقة لهذا المصدر المهم للطاقة، حيث تمّ استغلال هذه الطاقة وبناء محطات بأنواع مختلفة.
لكن من أبرز عيوب هذا المصدر صعوبة العثور على موقع مناسب، كما أنّ استغلال بعض المواقع قد يؤثّر على تسخين المياه في جوف الأرض.
فوائد الطاقة الكهربائية
ترتب على اكتشاف الكهرباء واستخدامها والعمل على تطويرها الكثير من الفوائد ومظاهر النفع في مختلف مجلات وأنشطة الحياة، ومن أبرز تلك الفوائد نذكر:
- في المنازل: تُستعمل الكهرباء بالأنشطة اليومية حيث توفّر الراحة، و العيش السهل داخل المنزل عن طريق تشغيل مختلف الآلات بواسطتها، مثل المايكروويف والثلاجة، غسالة الصحون والملابس، وغيرها الكثير من الأجهزة.
- خارج المنازل: تُستَخدم الكهرباء بعملية إنارة الطرقات، تَدفئة مياه المسابح، وفي مجال الزراعة من خلال تشغيل مَرشّات العشب وآلات جزه.
- وسائل المواصلات والتنقل: تُساعد الكهرباء في الوصول لمختلف الأماكن حول العالم، وقبل اكتشافها كان التنقل مسألة غاية في الصعوبة، فمثلاً لا يُمكن التنقل بواسطة الطائرات بغير وجود كهرباء.
- مجال الصحة: كلاً من المعدات الطبية ومعدات الجراحة الحديثة تعمل بواسطة الكهرباء.
- التجارة والصناعة: يتم الاعتماد على الكهرباء بعمليات تصنيع وإنتاج مختلف المواد عبر تشغيل الآلات الثقيلة.
- بالمكاتب: تتضمن المكاتب العديد من مختلف أنواع الأجهزة التي تعمل بواسطة الكهرباء ومنها المصاعد، الماسح الضوئي، أجهزة التكييف، وغيرها.
- العمليات الهندسية: تستعمل الكهرباء في عمليات البناء بتشغيل الآلات، مثل استخدام أدوات اللحام بتركيب النوافذ والأبواب.
- مجال الترفيه: يتم الاعتماد على الكهرباء بشكل كلي في الوقت الحالي فيما يتعلق بعملية الترفيه للإنسان، ومن أمثلة ذلك الاستماع إلى الموسيقى، مُشاهدة التلفاز، واستخدامها في تشغيل برامج مُحركات الأقراص لمشاهدة الأفلام والكثير من مختلف وسائل الترفيه.
- الفضاء: تَعتمد المَعدّات المرسلة بعملية استكشاف الفضاء أثناء عملها على الكهرباء، من خلال المولدات أو البطاريات الخاصة بها.
مميزات الطاقة الكهربائية
تتمتع الطاقة الكهربائية بالعديد من المميزات، ومن أبرزها:
- تشغيل معظم الأجهزة التكنولوجية والكهربائية يعتمد على الطاقة الكهربائية.
- زيادة إنتاج المصانع عن طريق توليد الطاقة الكهربائية.
- تزويد موثوق ومتواصل لضمان إدارة وعمل الأجهزة بكفاءة وباستمرار.
- حاجة الطاقة الكهربائية إلى القليل من الصيانة مع ضمان عملها لسنوات طويلة.
- تسمح الطاقة الكهربائية للناس بممارسة الأنشطة الترفيهية والاجتماعية في جميع الأوقات، ليلاً ونهاراً، صيفاً وشتاء.
خاتمة بحث عن الطاقة الكهربائية
وفي ختام مقال اليوم بعنوان بحث عن الطاقة الكهربائية وكما ذكرنا الكثير من المعلومات الهامة والأساسية حول الطاقة الكهربائية من حيث تعريفها، طرق توليدها ومصادرها وما لها من فوائد نذكر بعضاً من الأضرار التي قد تترتب على استخدامها والتي من أبرزها أن ارتفاع طاقتها وتعرض الجسم له يترتب عليه الإصابة بالحرائق، كما قد تصيب المباني والمنشآت بالماس الكهربائي، وغيرها من الأضرار التي قد تصل أحياناً للوفاة مما يجعل من الهام أخذ الحيطة والحذر في استخدامها، وعدم التعامل المباشر معها دون استخدام عازل.