بحث عن الكهرباء وفوائدها

بحث عن الكهرباء وفوائدها




كهرباء

جاء اكتشاف الكهرباء عندما لاحظ أحد المفكرين انجذاب الريش وقصاصات الورق الصغيرة إلى قطع الكهرمان التي دلكت بالصوف وقد كانت هذه هي بداية اكتشاف الكهربية الساكنة أو الالكتروستاتيكية.

أصل كلمة كهرباء (بالإنجلیزیة) اغریقي فالكلمة (Electricity) تأتي من (electron) و اصل الكلمة (بالعربية) يرجع إلى الكلمة الفارسية كهربا فهي تعني حرفيا "جاذب التبن"، وتطلق على صمغ شجرة إذا حُك صار يجذب التبن ونحوه ، الإغریق لم یصلوا إلى معلومات كبیرة حول الحقائق الخاصة بالكهرباء؛ كان كل ما عرفوه هو أنه بحك الكهرمان بقطعة من الصوف فإنه یقوم بجذب بعض الأجسام إلیه... مر أكثر من ألفي عام بعد ذلك قبل أن یتمكن الإنسان من فهم بعض الخواص الخاصة بالكهرباء... لكن خلال الثلاثمائة عام الماضیة فقط ، تحول عالم الكهرباء بكل خواصها إلى ملكیة تامة لنا...

المفهوم بالتفصيل

الشحنة الكهربائية
مقالة رئيسية: الشحنة الكهربائية
الشحنة الكهربائية هي إحدى خواص الجسيمات دون الذرية (مثل الالكترون و البروتون) و التي تتفاعل مع المجال الكهرومغنطيسي و تسبب قوى الانجذاب و التنافر بينهم. الشحنة الكهربية أدت إلى وجود احدى القوى الرئيسية الطبيعية الأربعة, كما أنها من الخواص المحفوظة للمادة و يمكن قياسها كمّاً. لهذا يمكن استخدام عبارة "كمية الكهرباء" بدلاً من عبارات "شحنة الكهرباء" و "كمية الشحنة" و العكس صحيح. هناك نوعان من الشحنة و هي: نطلق على احداها موجبة و الأخرى سالبة. بالتجربة, نجد أن الأجسام المشحونة بشحنة متماثلة تتنافر بينما الأجسام المشحونة بشحنات مختلفة تتجاذب. يمكن حساب مقدار قوة التجاذب أو التنافر باستخدام قانون كولوم.

المجال الكهربي
مقالة رئيسية: حقل كهربائي

مايكل فارادايقدم هذا المفهوم مايكل فاراداي. تؤثر قوة المجال الكهربي بين شحنتين بنفس الطريقة التي تؤثر بها قوة الجاذبية بين كتلتين. و لكن المجال الكهربي مختلف قليلاً. قوة الجاذبية تعتمد على كتلة الجسمين بينما القوة الكهربية تعتمد على شحنة الجسمين. وبينما يمكن للجاذبية جذب كتلتين تجاه بعضهما فقط, يمكن للقوة الكهربية أن تكون قوة تجاذب أو تنافر. إذا كانت الشحنتان بنفس الاشارة (مثال: كلتاهما موجبة) ستكون هناك قوة تنافر بينهما. أما إذا كانت الشحنتان مختلفتين فسيكون هناك قوة تجاذب بين الجسمين. يتناسب مقدار القوة عكسياً مع مربع المسافة بين الجسمين, كما يتناسب طردياً مع حاصل ضرب مقدار الشحنتين دون إشارة.


الجهد الكهربائي
مقالة رئيسية: الجهد الكهربي
فرق الجهد الكهربي بين نقطتين يعرف بالشغل المبذول (ضد القوى الكهربية) لكل وحدة شحنة في تحريك شحنة نقطية موجبة ببطء بين النقطتين. إذا أخذت احدى النقطتين كنقطة مرجعية بجهد صفر, فيمكن تعريف الجهد الكهربي عند أي نقطة على أنه الشغل المبذول لكل وحدة شحنة في تحريك شحنة نقطية موجبة من نقطة المرجع إلى النقطة المراد تحديد جهدها. للشحنات المعزولة تعتبر نقطة المرجع عادةً ما لا نهاية. وحدة قياس الجهد هي الفولت (1 فولت = 1 جول/كولوم). هناك تشابه بين الجهد الكهربي و درجة الحرارة: لكل نقطة في الفراغ درجة حرارة مختلفة, و التدريج الحراري يدل على اتجاه و مقدار القوة المحركة التي تؤدي إلي انتقال الحرارة. بالتماثل, هناك جهد كهربي لكل نقطة في الفراغ, و تدريجه يدل على اتجاه و مقدار القوة المحركة وراء حركة الشحنة.


مصادر الكهرباء
مقالة رئيسية: توليد طاقة كهربائية
يمكن توليد الطاقة الكهربائية بعدّة طرق:

استاتيكية
كمياوية
تحويلية
ومن مصادر عدّة ، تقسم مصادر توليد الطاقة الكهربائية إلى:


مصادر متجددة
مثل:

طاقة شمسية
طاقة الرياح
الطاقة المائية
طاقة الحرارة الجوفية

مصادر غير متجددة
مثل:

النفط
الغاز
الفحم
الطاقة النووية
==انظر أيضا==

تيار كهربائي
مجال كهربائي
مجال مغناطيسي
شحنة كهربائية