نبذة تعريفية عن استخدامات الكهرباء وكيفية توليدها

2003 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء الرابع عشر

عبد الرحمن أحمد الأحمد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

استخدامات الكهرباء كيفية توليد الكهرباء الفيزياء

الكَهْرَباءُ هي أكثرُ مصادِرِ الطَّاقَةِ استِخداماً لإمْدادِنا بالحرارَةِ والحَرَكَةِ والضَّوْءِ.

فهي تُسْتَخْدَمُ لِتَشغيلِ الآلاتِ والعُدَدِ في المَصانِعِ، والمَصاعِدِ والسُّيورِ النَّاقِلَةِ، والحاسِباتِ الآلِيَّةِ، وأجْهِزَةِ الرَّادْيو والتِّلْفاِز والبَرْقِ والهاتِفِ (التليفون) والرّادار والسُّونارِ، ومُحَرِّكاتِ السَّيَاراتِ والقاطراتِ والطَّائِراتِ.

وفي البَيْتِ تُسْتَخْدَمُ أجْهِزَةٌ كَهرِبائِيَّةٌ كثيرَةٌ، من بَيْنِها: الثَّلاَّجاتُ وخَلاَّطاتُ الغِذاءِ، والغَسَّالاتُ وغَيْرُها.

 

وتُسْتَخْدَمُ الكَهْرَباءُ لإضاءَةِ مَصابيحِ المنازِلِ والمدارِسِ والمتاجِرِ، والمكاتِبِ والشَّوارِعِ وغيرها. وفي المُسْتَشْفياتِ تُسْتَخْدَمُ الكهرباءُ لِتَوْليدِ الأَشِعَّةِ السِّينِيَّةِ وتَشْغيلِ الأَجْهِزَةِ الطِّبِّيَّةِ المُتَنَوِّعَةِ.

ويَتِمُّ تَوْليدُ الكَهرَباءِ من البطَّاريَّاتِ الجافَّةِ، كَتِلْكَ الّتي نَسْتَخْدمُها في رادْيو الترانزستور أو الكَشَّافِ اليَدَوِيِّ. ومَعَ استِخدامِ البَطَّارِيَّةِ تُسْتَنْفَدُ الكيماوِيَّاتُ المَوجودَةُ بها فيتوقَّفُ تَحَرُّرُ الإلِكْتروناتِ ويَنْعَدِمُ سَرَيانُ التَّيارِ الكَهْرَبائِيِّ.

عِنْدَئذٍ تَخْمَدُ البَطَّارِيَّةُ وتُسْتَبْدَلُ بِأُخْرَى جديدةٍ. وهناكَ أَيْضاً «المَراكِمُ» المُستَخْدَمةُ في السَّيَّاراتِ والّتي يمكنُ إعادَةُ شَحْنِها بِتَوْصيلِها بِمَصْدَرٍ للتَّيَّارِ الكَهْرَبائِيِّ

 

أمَّا المُّوَلِّداتُ الكهربائِيَّةُ فهي الّتي تُنْتِجُ مُعْظَمَ الطَّاقَةِ الكهربِائِيَّةِ الّتي تُنْتِجُها مَحَطَّات تَوْليد القُدرَةِ في العالَمِ. وتُدارُ معظمُ المُوَلِّداتِ بِواسِطَةِ «تُورْبيناتٍ» تَعْمَلُ بالبُخارِ أو الماءِ أو الغازِ.

ويحصلُ النَّاسُ في البُلْدانِ المُتَقَدِّمَةِ علَى معظمِ احْتياجاتِهمْ من الكَهْرَباءِ الّتي تنتجها مَحَطَّاتُ القُوَى (أَيْ: مَحَطَّاتُ توليدِ القُدْرَةِ) الّتي تدارُ بالفَحْمِ أو الطَّاقَةِ النَّوَوِيَّةِ ويَتَسَبَّبُ احتراقُ الفَحْمِ ومُخَلَّفاتِ الطَّاقَةِ النَوَوِيَّةِ في تَلَوُّثِ البيئَةِ.

ويَجْتَهِدُ العلماءُ لِيَجْعلوا هذه المَصادِرَ أكْثَرَ نظافَةً وأَماناً.

 

وتُعَدُّ الشَّمْسُ والرِّياحُ من مصادِرِ الطَّاقَةِ النّظيفَةِ والمُتَجَدِّدَةِ. فالخلايا الشِّمْسِيَّةُ المَصْنوعةُ من عُنْصُرِ السِّليكونِ تقومُ بإنْتاجِ الكَهْرباءَ. وطواحينُ الهَواءِ تَسْتَخْدِمُ قُوَّةَ الرِّياحِ لِتَوْليدِ الكهرباءِ.

كَذَلِكَ تُسْتَخْدَمُ مساقِطُ المياهِ (الشَّلاَّلاتُ) في مَحَطَّاتِ القُوَى الكَهْرومَائِيَّةِ لِتَوْليدِ الكَهْرباءِ، حيثُ يُحْتَفَظُ بالمِياهِ في بُحَيْرَةٍ كبيرَةٍ تُسَمَّى «الخَزَّانَ» خلفَ حائِطٍ مُرْتَفِعٍ جدّاً يسمَّى «السَّدَّ».

ويُمْكِنُ نَقْلُ القُدْرَةِ الكهرَبائِيَّةِ لِمِئاتِ الكيلومتراتِ: مِنْ مَحَطَّاتِ القُوَى إلَى المنازِلِ والمَصانِعِ وغَيرِها من المُنْشَآتِ، عَبْرَ كابلاتٍ مُمْتَدَّةٍ تَحْتَ الأَرْضِ، أو عَبْرَ خُطوطِ الضَّغْطِ العالِي المُمْتَدَّةِ علَى ارْتِفاعٍ عالٍ فَوْقَ الأَرْضِ. وتَمُرُّ القُدْرَةُ الكَهربائِيَّةُ في طريقِها بِعِدَّةِ «مُحَوِّلاتٍ».

 

وبَعْضُ هذه المُحَوِّلاتِ يزيدُ مِنْ الضَّغْطِ (أو الجُهْدِ) الكَهربائِيِّ بحيثُ لا تُفْقَدُ كهرباءٌ في  أثناءِ الانْتِقالِ لِمسافاتٍ طَويلَةٍ، وبَعْضُها يَخْفِضُ الضَّغْطَ بِحَسَبِ الطَّلَبِ.

ويمكنُ الكَشْفُ عن الشِّحْناتِ الكهربائِيَّةِ وتحديدِ نَوْعِها باسْتِخدامِ جهازٍ بسيطٍ يُسَمَّى «الكشَّافَ الكهربائِيَّ» (الإلِكْتروسْكوب).

ويَحْدُثُ أحياناً أَنْ يَضْربَ البَرْقُ، أو نَحْوُهُ، خَطَّ القُوَى الكهربائِيَّةِ ويُدَمِّرُهُ فَيَتَوَقَّفُ سَرَيانُ الكهرَباءِ وينقطِعُ التَّيارُ الكهربائيُّ، ولكنْ بعدَ إصلاحِ المطلوبِ يعودُ التَّيارُ مَرَّةً أُخْرَى. والأَسْلاكُ الّتي تَحْمِلُ التَّيارُ الكهربائِيَّ تكونُ مَعْزولَةً بطريقَةٍ آمِنَةٍ.

 

ومنِ ناحِيَةٍ أُخْرَى، هناكَ نَوْعٌ آخر مِنَ الكَهْرباءِ يُسَمَّى «الكَهْرباءَ السَّاكِنَةَ»، وهذه لا تَمُرُّ خلالَ الأَسْلاكِ، مثل التَّيارِ الكهربائِيِّ. ويُمْكِنُ تَعَرُّفُ الكهرباءِ السَّاكِنَةِ، علَى سبيلِ المِثالِ، عِنْدَما تَدْلِكُ قَلَماً مِنَ البِلاسْتِكْ علَى قِطْعَةِ قُماشٍ منَ الصّوفِ، ثمَّ تُمْسِكُ بالقَلَمِ علَى مَقْرِبَةٍ مِنْ بَعْضِ قِطَعِ الوَرَقِ الصَّغيرَةِ خَفيفَةِ الوَزْنِ، فسوفَ تلاحِظُ أنَّ قِطَعَ الوَرَقِ الصَّغيرَةَ تَتَحرَّكُ نَحْوَ القَلَمِ وتَنْجَذِبُ إِلَيْه.

والبَرْقُ ظاهِرَةٌ كهربائِيَّةٌ تَحْدُثُ عِنْدَما تَتَراكَمُ كَهرباءُ ساكِنَةٌ بِكَمِّيَّاتٍ كبيرَةٍ جدّاً في السُّحُبِ فتحدُثُ العواصِفُ الرَّعْدِيَّةُ وهناكَ أنواعٌ مِنَ السَّمَكِ يُمْكِنُها توليدُ كهرباءَ ساكِنَةٍ في أَجْسامِها تِعْمَلُ علَى صَعْقِ فرائِسِها

 

ومَعَ أنَّ الكهرباءَ مِنْ أهَمِّ الاكْتِشافاتِ المُفيدَةِ الّتي قامَ عَلَيْها الجزءُ الأكْبَرُ من حَضارَتِنا المُعاصِرَةِ، إلاَّ أنَّ لها أيْضاً مخاطِرَها وأَضرارَها الّتي يَجِبُ التَّعريفُ بِها.

ولَعَلَّ أَهَمَّ ما أكَّدَتْهُ أبحاثُ العلماءِ حديثاً هو الخطرُ النَّاجِمُ عَنْ مَحَطَّاتِ القُوَى الكهرَبائِيَّةِ وخطوطِ نَقْلِ التَّيَّارِ الكهربائِيِّ عالِي التَّرَدُّدِ وما تُوَلِّدُه من مجالاتٍ كَهْرَمغناطِيسِيَّةٍ تُؤْذِي القاطِنينَ بِجِوارِها وتسبِّبُ العديدَ من الأَضرارِ الصِّحِّيَّةِ، بدءاً من الخَلَلِ في القُدْرَةِ علَى التَّعَلُّمِ، ومُروراً بِعشراتِ الأَمْراضِ المُتَنَوِّعَةِ

 

وانْتِهاءَ بِمَرَضِ السَّرطانِ وقَدْ قامَتْ بعضُ الدُّوَلِ بِوَضْعِ حُدودٍ قُصْوَى للأَمانِ لِمَنْ تَقْتَضِي ظروفُهم التَّعَرُّضُ لهذه المَوْجاتِ الكَهْرَمِغناطِيسيَّةِ باعْتبارِها من صُوَرِ التَّلوُّثِ البيئيِّ.

وينبغي عَليْنا أَيْضاً أنْ نَتَوخَّى الحَذَرَ عِنْدَ تعامُلِنا مَعَ الأَجْهِزَةِ، والتَّوْصيلاتِ الكهربائِيَّةِ الّتي يجبُ أَنْ تكونَ جَيِّدَةَ العَزْلِ، حتَّى لا تُهَدِّدَ حياةَ مَنْ يَمَسُّهَا.

 

والواجِبُ أَنْ تُوَصَّلَ الأَجْهِزَةُ المنزِلِيَّةُ الكَهْرَبائِيَّةُ، كالغَسَّالاتِ، بِسِلْكٍ يَنْقِلُ إلَى الأَرْضِ ما قَدْ يَصْدُرُ عنها منْ شِحْنِةٍ زائِدَةٍ، نتيجَةَ خطأٍ في التوصيلِ أو انْكِشافِ أَحَدِ الأَسْلاكِ.

وهذا يجنِبُّنا التَّعَرُّضَ إلَى خطرٍ كبيرٍ. وعَلَيْنا أَنْ نلاحِظَ أَيْضاً عَدَمَ بَلَلِ الأَجْهِزَةِ الكهربائِيَّةِ، أو أَنْ نَمَسَّها وأَيْدينا مُبْتَلَّةٌ، لأَنَّ الماءَ مُوَصِّلٌ لِلْكَهْرَباءِ.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]