الكهرباء

الكهرباء طاقة متولدة نتيجة انتقال الكترونات (ذات شحنة سالبة) من طرف موصل إلى الطرف الآخر و يكون التيار الكهربائي في عكس اتجاة حركة الإلكترونات و الناتج عن وجود فرق في الجهد الكهربائي بين طرفي الموصل
اكتشاف الكهرباء : 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
لشحنة 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: 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 : قدم 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 اشارة.
الجهد الكهربي : فرق الجهد الكهربي بين نقطتين يعرف كالشغل المبذول (ضد القوى الكهربية) لكل وحدة شحنة في تحريك شحنة نقطية موجبة ببطء بين نقطتين. 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 الفلت (1 فلت = 1 جول/كولوم). هناك تشابه بين الجهد الكهربي و 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 : يمكن توليد الطاقةالكهربائية 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 - الطاقة النووية يمكن توليد الطاقة الكهربائية وتمرير التيار الكهربائي عند تحريك ملف في مجال مغناطيسي وسنلاحظ تكون فرق جهد عند طرفي الملف وعند وضع جهاز كلفانوميتر لقياس التيار الكهربائي على طرفي الملف سنلاحظ تحرك مؤشر جهاز القياس مما يدل على مرور تيار كهربائي بين نهايتي الملف وعبر جهاز القياس والملف.
التيار الكهربائي : عبارة عن تدفق شحنات كهربائية -إلكترونات أو أيونات - في مادة موصلة كسلك معدني مثلاً أو محلول إلكتروليتي ، خلال وحدة الزمن . وللتيار الكهربائي عدّة خصائص فيزيائية منها: شدّة التيار الكهربائي ، وتقاس بوحدة الأمبير وجهاز الأميتر. كما يتأثر التيار دوما بعدّة عوامل منها: فرق الجهد ويقاس بوحدة فولت باستخدام جهاز الفولتميتر. المقاومة وتقاس بالأوم. والتيار الكهربائي نوعان، تيار متردد AC وتيار مستمر (مباشر)DC.

الغاز الطبيعي

الغاز الطبيعي :
- يعتبر الغاز مصدر من مصادر الطاقة الطبيعية الغير متجددة أي القابلة للنفاذ . ويوجد في باطن الأرض منفرداً أو مختلطاً مع النفط . ويتكون من مركبات غازية أهمها: الميثان و الأيثان و البروبان .
تكوينه
يتكون الغاز الطبيعى من العوالق ( Plankton ) ، و هى كائنات مجهرية تتضمن الطحالب و الكائنات الأولية ماتت و تراكمت في طبقات المحيطات و الأرض ، و انضغطت البقايا تحت طبقات رسوبية . وعبر آلاف السنين قام الضغط و الحرارة الناتجان عن الطبقات الرسوبية بتحويل هذه المواد العضوية إلى غاز طبيعى ، و لا يختلف الغاز الطبيعى في تكونه كثيراً عن أنواع الوقود الحفرى الأخرى مثل الفحم و البترول . وحيث أن البترول و الغاز الطبيعى يتكونان تحت نفس الظروف الطبيعية ، فإن هذين المركبين الهيدروكربونيين عادةً ما يتواجدان معاً في حقول تحت الأرض أو الماء ، وعموماً الطبقات الرسوبية العضوية المدفونة في أعماق تتراوح بين 1000 إلى 6000 متر ( عند درجات حرارة تتراوح بين 60 إلى 150 درجة مئوية ) تنتج بترولاً بينما تلك المدفونة أعمق وعند درجات حرارة أعلى تنتج غاز طبيعى ، وكلما زاد عمق المصدر كلما كان أكثر جفافاً ( أى تقل نسبة المتكثفات في الغاز ) . بعد التكون التدريجى في القشرة الأرضية يتسرب الغاز الطبيعى و البترول ببطء إلى حفر صغيرة في الصخور المسامية القريبة التى تعمل كمستودعات لحفظ الخام ، ولأن هذه الصخور تكون عادةً مملوءة بالمياه ، فإن البترول و الغاز الطبيعى – و كلاهما أخف من الماء و أقل كثافة من الصخور المحيطة – ينتقلان لأعلى عبر القشرة الأرضية لمسافات طويلة أحياناً . في النهاية تُـحبس بعض هذه المواد الهيدروكربونية المنتقلة لأعلى في طبقة لا مسامية ( غير منفذة للماء ) من الصخور تُعرف بـ صخور الغطاء ( Cap Rock ) ، و لأن الغاز الطبيعى أخف من البترول فيقوم بتكوين طبقة فوق البترول تسمى غطاء الغاز ( Gas Cap ) . ولا بد أن يصاحب البترول غاز يسمى بـ الغاز المصاحِب ( Associated Gas ) ، كذلك تحتوى مناجم الفحم على كميات من الميثان – المُكوِن الرئيسى للغاز الطبيعى - ، و في طبقات الفحم الرسوبية يتشتت الميثان غالباً خلال مسام و شقوق المنجم ، يسمى هذا النوع عادة بـ ميثان مناجم الفحم
توليد الطاقة من الغاز:
• تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية جديدة تقريباً . والشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها .
• تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها.
• تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف .
• أما عيوبها فهي أن عمرها الزمني قصير نسبيا .

استعمالات الغاز الطبيعي :
1 – يستخدم كوقود في المطابخ من أجل عملية الطهي
2 – يستخدم كوقود للتدفئة
3 – يستخدم كوقود في عدد كبير من المصانع الكبرى
4 – يستخدم في توليد الطاقة الكهربائية