توليد الطاقة

علاج اللادغة

بمجرد وصوله إلى روما القديمة ، كان نجل مهندس معماري ثري وطبيب طموح ، كان كلوديوس جالين يسير على طول شواطئ البحر الأبيض المتوسط. ثم ظهر مشهد غريب للغاية أمام عينيه - كان اثنان من سكان القرى المجاورة يسيران باتجاهه ، مع منحدرات كهربائية مربوطة برؤوسهما! هكذا يصف التاريخ الحالة الأولى المعروفة لنا لاستخدام العلاج الطبيعي بمساعدة الكهرباء الحية. لاحظ جالينوس هذه الطريقة ، وبهذه الطريقة غير المعتادة ، أنقذ من الألم بعد جروح المصارعين ، وحتى شفاء آلام الظهر للإمبراطور مارك أنتوني نفسه ، الذي عينه بعد ذلك بوقت قصير طبيبًا شخصيًا.

بعد ذلك ، واجه الشخص أكثر من مرة ظاهرة "الكهرباء الحية" التي لا يمكن تفسيرها. والتجربة لم تكن دائما إيجابية. لذلك ، مرة واحدة ، في عصر الاكتشافات الجغرافية العظيمة ، قبالة سواحل الأمازون ، واجه الأوروبيون ثعابين كهربائية محلية تولد جهدًا كهربائيًا في الماء يصل إلى 550 فولت. كان الويل لمن سقط عن طريق الخطأ في منطقة الدمار التي يبلغ ارتفاعها ثلاثة أمتار.

ما هو النظام الكهربائي

من وجهة نظر عامة ، يُفهم نظام الطاقة الكهربائية عادةً على أنه شبكة كبيرة جدًا تربط محطات الطاقة (كبيرة أو صغيرة) بالأحمال عبر شبكة كهربائية يمكن أن تمتد عبر قارة بأكملها مثل أوروبا أو أمريكا الشمالية.

هيكل أنظمة الطاقة الكهربائية الذي يجب أن تفهمه تمامًا (الصورة: Carla Wosniak via Flickr)

وبالتالي ، فإن نظام الطاقة يمتد عادة من محطة توليد الكهرباء حتى المقابس داخل مباني العملاء. يشار إليها أحيانًا باسم أنظمة الطاقة الكاملة لأنها قائمة بذاتها.

يمكن إنشاء أنظمة طاقة أصغر من أجزاء أو أقسام من نظام كامل أكبر. يوضح الشكل 1 عدة عناصر تعمل معًا ومتصلة بالتيار الكهربائي.

قد يكون النظام الفرعي الموضح في الشكل 1 (أ) أحد المستخدمين النهائيين للطاقة الكهربائية لنظام الطاقة الكاملة. قد يكون النظام الفرعي الموضح في الشكل 1 (ب) أحد محطات الطاقة الصغيرة التي تعمل على شكل توليد موزع (DG). تعمل معظم أنظمة الطاقة هذه فقط عند الاتصال بنظام طاقة كامل.

تسمى أنظمة الإمداد بالطاقة التي يتم توفيرها بواسطة مصدر خارجي للكهرباء أو التي تنتج (عن طريق التحويل من مصادر أخرى) الكهرباء وتحويلها إلى شبكة كبيرة أنظمة الطاقة الجزئية.

الشكل 1 (أ ، ب) - أنظمة الطاقة الفرعية ذات الأغراض الخاصة

أنظمة الطاقة ذات الأهمية لأغراضنا هي أنظمة طاقة واسعة النطاق على نطاق واسع تمتد لمسافات طويلة وقد تم نشرها على مدى عقود من قبل شركات الطاقة.

التوليد هو إنتاج الكهرباء في محطات توليد الطاقة أو وحدات التوليد حيث يتم تحويل شكل من أشكال الطاقة الأولية إلى كهرباء. النقل عبارة عن شبكة تنقل الطاقة من جزء من بلد أو منطقة إلى أخرى. عادة ما تكون هذه بنية تحتية جيدة الترابط حيث تربط خطوط كهرباء متعددة محطات فرعية مختلفة تغير مستويات الجهد ، مما يوفر تكرارًا محسنًا.

يوفر التوزيع أخيرًا الطاقة (يمكن القول محليًا مقارنة بنظام النقل) للأحمال النهائية (التي يتم توفير معظمها بجهد منخفض) عبر خطوات وسيطة يتم فيها تحويل الجهد إلى مستويات أقل.

هناك أجزاء من العالم أدى فيها تحرير الصناعة والخصخصة إلى تغيير المشهد الصناعي بالكامل بالفعل ، بينما لا تزال هناك تحديات أخرى يجب رؤيتها.

كم واط ننتجه

الطاقة البشرية كمصدر بديل للتغذية لم تعد منذ فترة طويلة حلما من الخيال العلمي. يتمتع الناس بآفاق كبيرة كمولدين للكهرباء ، ويمكن توليدها من أي من أعمالنا تقريبًا. لذلك ، يمكنك الحصول على 1 وات من نفس واحد ، والخطوة الهادئة تكفي لتشغيل لمبة 60 وات ، وستكون كافية لشحن الهاتف. لذا فإن مشكلة الموارد ومصادر الطاقة البديلة ، يمكن لأي شخص أن يحل نفسه حرفيًا.

النقطة المهمة صغيرة - لمعرفة كيفية نقل الطاقة التي نهدرها بلا فائدة ، "عند الضرورة". والباحثين لديهم بالفعل مقترحات في هذا الصدد. وبالتالي ، فإن تأثير الكهرباء الانضغاطية ، التي تخلق الضغط من العمل الميكانيكي ، يتم دراستها بنشاط. بناءً على ذلك ، في عام 2011 ، اقترح علماء أستراليون نموذجًا للكمبيوتر يمكن شحنه بالضغط على المفاتيح. في كوريا ، يطورون هاتفًا سيتم شحنه من خلال المحادثات ، أي من الموجات الصوتية ، وقد ابتكرت مجموعة من العلماء من معهد جورجيا للتكنولوجيا نموذجًا أوليًا عمليًا لـ "مولد نانوي" من أكسيد الزنك يتم زرعه في جسم الإنسان ويولد التيار من كل حركة لدينا.

ولكن هذا ليس كل شيء ، فمن أجل مساعدة الألواح الشمسية في بعض المدن ، ستتلقى الطاقة من ساعة الذروة ، وبشكل أكثر تحديدًا من الاهتزازات عند السير على الأقدام والسيارات ، ثم استخدامها لإضاءة المدينة. تم اقتراح هذه الفكرة من قبل المهندسين المعماريين في لندن من شركة Facility Architects. وبحسبهم: "خلال ساعات الذروة ، يمر 34000 شخص عبر محطة فيكتوريا في 60 دقيقة. لا يتطلب الأمر عبقريًا رياضيًا لفهم أنه إذا كان من الممكن تطبيق هذه الطاقة ، فيمكن أن تكون في الواقع مصدرًا مفيدًا جدًا للطاقة ، والتي يتم إهدارها حاليًا. بالمناسبة ، يستخدم اليابانيون بالفعل البوابات الدوارة في مترو أنفاق طوكيو لهذا الغرض ، والتي يمر من خلالها مئات الآلاف من الأشخاص كل يوم. لا تزال السكك الحديدية هي شرايين النقل الرئيسية لأرض الشمس المشرقة.

تغطية روسيا

قدم العلماء الروس مساهمة عملية ضخمة في تاريخ تطوير الكهرباء ، بدءًا من M.V. Lomonosov. تم استعارة العديد من أفكارهم من قبل الزملاء الأوروبيين ، ومع ذلك ، فيما يتعلق بإدخال الاختراعات في العمل العملي لصالح الناس ، كانت روسيا دائمًا متقدمة على البلدان الأخرى.

على سبيل المثال ، في عام 1879 ، تم استبدال مصابيح الفوانيس على جسر Liteiny بمصابيح كهربائية ، وهو قرار تقدمي وجريء في ذلك الوقت. في عام 1880 ، تم افتتاح قسم لكهربة المناطق الحضرية في الجمعية الفنية الروسية. كانت Tsarskoye Selo أول مستوطنة في العالم تقدم إضاءة واسعة النطاق في المساء والليل ، في عام 1881.

في ربيع عام 1883 ، تم بناء محطة لتوليد الكهرباء على Sofiyskaya Embankment وأقيمت الإضاءة الاحتفالية لوسط المدينة بنجاح ، وتم توقيتها لتتزامن مع حفل تتويج الإمبراطور الجديد ، الإسكندر الثالث.

في نفس العام ، تم تزويد وسط سانت بطرسبرغ وقصرها الشتوي بالكهرباء بالكامل. نما قسم صغير في مجتمع تقني في غضون عامين إلى جمعية الإضاءة الكهربائية للإمبراطورية الروسية ، من خلال الجهود التي بذلت الكثير من العمل لتركيب المصابيح في شوارع موسكو وسانت بطرسبرغ ، بما في ذلك أجهزة التحكم عن بعد المناطق. في غضون عامين فقط ، سيتم بناء محطات الطاقة في جميع أنحاء البلاد ، وسيبدأ سكان روسيا أخيرًا في السير على طريق التقدم.

أنظمة التوزيع

يُعرف قطاع التوزيع على نطاق واسع بأنه أصعب جزء في الشبكة الذكية نظرًا لانتشاره في كل مكان. مستويات الجهد 132 (110 في بعض الأماكن) أو 66 كيلو فولت هي مستويات الجهد العالي الشائعة الموجودة في شبكات التوزيع (الأوروبية). توجد الفولتية الأقل من هذا (على سبيل المثال 30 ، 20 ، 10 كيلو فولت) بشكل شائع في شبكات توزيع الجهد المتوسط.

تقع مستويات التوزيع التي تقل عن 1 كيلو فولت ضمن ما يسمى نطاق الجهد المنخفض أو الجهد المنخفض.

يمكن تصنيف طبولوجيا الشبكة MV إلى ثلاث مجموعات:

طوبولوجيا شعاعية

تُستخدم الخطوط الشعاعية لتوصيل المحطات الفرعية الأولية (PS) مع وبين المحطات الفرعية الثانوية (SS). يمكن استخدام خطوط MV أو "المغذيات" هذه حصريًا لـ SS واحدة أو يمكن استخدامها للوصول إلى العديد منها. تحافظ الأنظمة الشعاعية على التحكم المركزي في جميع وحدات SS.

الشكل 4 - نظام التغذية الشعاعي

طوبولوجيا الحلقة

هذا طوبولوجيا متسامحة للتغلب على ضعف الهيكل الشعاعي عند فصل عنصر خط MV ، مما يقطع تشغيل الكهرباء (الانقطاع) في المحطات الفرعية المتصلة المتبقية. طوبولوجيا الحلقة عبارة عن تطور محسّن للطوبولوجيا الشعاعية ، حيث تربط المحطات الفرعية بخطوط MV أخرى لإنشاء التكرار.

بغض النظر عن التكوين المادي ، تعمل الشبكة بشكل شعاعي ، ولكن في حالة فشل وحدة التغذية ، تقوم عناصر أخرى بالمناورة لإعادة تكوين الشبكة بطريقة تتجنب الفشل.

الشكل 5 - مخطط الحافلة الدائري

طوبولوجيا الشبكة

يتكون هيكل الشبكة من محطات فرعية أولية وثانوية متصلة عبر خطوط MV متعددة لتوفير بدائل توزيع متعددة. وبالتالي ، هناك العديد من خيارات إعادة التهيئة للتغلب على الأعطال ، وفي حالة الفشل ، يمكن إيجاد حلول بديلة لإعادة توجيه الكهرباء.

يمكن أن تكون أنظمة توزيع الجهد المنخفض مرحلة واحدة أو ثلاث مراحل. على سبيل المثال ، في أوروبا عادةً ما تكون أنظمة ثلاثية الطور 230 فولت / 400 فولت (أي تحتوي كل مرحلة على 230 فولت RMS و 400 فولت RMS بين مرحلتين).

تقدم شبكات الجهد المنخفض طبولوجيا أكثر تعقيدًا وغير متجانسة من شبكات الجهد المتوسط. يعتمد الهيكل الدقيق لأنظمة الجهد المنخفض على امتداد وميزات منطقة الخدمة ونوع وعدد وكثافة نقاط التوريد (الأحمال) والإجراءات الخاصة بكل بلد وإجراءات التشغيل ، فضلاً عن عدد من الخيارات في المعايير الدولية.

الشكل 6 - نظام توزيع الشبكة

عادةً ما تزود SS الطاقة لواحد أو أكثر من خطوط الجهد المنخفض مع واحد أو أكثر من محولات MV-to-LV في نفس المدى. عادةً ما يكون هيكل الجهد المنخفض المحلي شعاعيًا ، مع وجود فروع متعددة تتصل بمغذيات ممتدة ، ولكن هناك أيضًا حالات لشبكات الشبكة وحتى تكوينات الحلقة أو مزدوجة الحالة في شبكات الجهد المنخفض.

تكون خطوط الجهد المنخفض عمومًا أقصر من خطوط الجهد المتوسط ​​ويختلف أدائها حسب منطقة الخدمة.

رابط // شبكات الاتصالات للشبكة الذكية بواسطة ألبرتو سيندين (شراء غلاف مقوى من أمازون)

توليد الطاقة

تقوم محطات توليد الطاقة بتحويل الطاقة الموجودة في الوقود (الفحم والنفط والغاز الطبيعي واليورانيوم المخصب) أو مصادر الطاقة المتجددة (المياه والرياح والطاقة الشمسية) إلى طاقة كهربائية.

تنتج المولدات الحديثة التقليدية الكهرباء بتردد مضاعف لسرعة دوران الآلة. لا يتجاوز الجهد عادة 6-40 كيلو فولت. يتم تحديد خرج الطاقة من خلال مقدار البخار الذي يحرك التوربين ، والذي يعتمد بشكل أساسي على المرجل. يتم تحديد جهد هذه الطاقة بواسطة التيار في الملف الدوار (أي الدوار) للمولد المتزامن.

الإخراج مأخوذ من الملف الثابت (أي الجزء الثابت). يتم تضخيم الجهد بواسطة محول ، عادة إلى جهد أعلى بكثير. عند هذا الجهد العالي ، يتم توصيل المولد بالشبكة في المحطة الفرعية.

الشكل 2-472 ميغاواط من التوربينات البخارية والمولدات (STG) لمحطة توليد الطاقة ذات الدورة المركبة من Allen (الصورة: businesswire.com)

تولد محطات الطاقة التقليدية طاقة التيار المتردد من المولدات المتزامنة التي توفر طاقة كهربائية ثلاثية الطور بحيث يكون مصدر الجهد عبارة عن مزيج من ثلاثة مصادر جهد تيار متردد مشتقة من مولد بجهود طور كل منها مفصولة بزوايا طور 120 درجة.

عادةً ما تستخدم توربينات الرياح والوحدات المائية الصغيرة مولدات غير متزامنة ، حيث لا تكون إشارة الجهد المتولد بالضرورة متزامنة مع دوران المولد.

يشير DG إلى الجيل الذي يتصل بنظام التوزيع ، على عكس أنظمة توليد الطاقة المركزية التقليدية.

عرّف معهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI) التوليد الموزع بأنه "استخدام تقنيات توليد الطاقة المعيارية الصغيرة (0 إلى 5 ميجاوات) الموزعة في جميع أنحاء نظام توزيع المرافق لتقليل تحميل T / D أو نمو الحمل وبالتالي تأخير ترقيات T & A. "D ، تقليل خسائر النظام وتحسين الجودة والموثوقية. »

يتم تحسين المولدات الصغيرة باستمرار من حيث التكلفة والكفاءة ، والاقتراب من تشغيل محطات الطاقة الكبيرة.

1 الطاقة وأنواعها

طاقة
(من اليونانية energeie
- العمل ، النشاط) يمثل
هو مقياس كمي عام للحركة
وتفاعلات جميع أنواع المادة.
إنها القدرة على القيام بالعمل ، و
عندما يتم العمل
كائن يتصرف بالقوة البدنية
(الضغط أو الجاذبية). عمل—
إنها الطاقة في العمل.

في الكل
آليات عند القيام بالعمل والطاقة
يمر من نوع إلى آخر. ولكن
من المستحيل الحصول على طاقة أحد
الأنواع أكثر من غيرها ، لأي منها
التحولات ، لأن هذا يتناقض
قانون حفظ الطاقة.

هناك ما يلي
أنواع الطاقة: ميكانيكي كهربائي؛
الحرارية. مغناطيسي؛ الذري.

الكهرباء
الطاقة هي واحدة من الكمال
أنواع الطاقة. استخدامه على نطاق واسع
بسبب العوامل التالية:

- استلام في
كميات كبيرة بالقرب من الوديعة
الموارد ومصادر المياه؛

- فرصة
النقل لمسافات طويلة
مع خسائر صغيرة نسبيًا ؛

- قدرة
التحولات إلى أنواع أخرى من الطاقة:
الميكانيكية والكيميائية والحرارية
خفيفة؛

- قلة
التلوث البيئي؛

- التنفيذ قيد التشغيل
أساس الكهرباء بشكل أساسي
التقدم التكنولوجي الجديد
العمليات بدرجة عالية من الأتمتة.

حراري
تستخدم الطاقة على نطاق واسع في العصر الحديث
الإنتاج وفي الحياة اليومية في شكل طاقة
البخار والماء الساخن ومنتجات الاحتراق
الوقود.

تحويل
الطاقة الأولية إلى طاقة ثانوية
على وجه الخصوص ، الكهربائية ، المنفذة
في المحطات التي باسمهم
تحتوي على مؤشرات من أي نوع
يتم تحويل الطاقة الأولية إليهم
للكهرباء:

- على الكهرباء الحرارية
محطات (TPP) - حرارية ؛

- محطات توليد الطاقة الكهرومائية
(HPP) - ميكانيكي (طاقة الحركة
ماء)؛

- التراكم المائي
محطات (PSPP) - ميكانيكي (طاقة
حركات معبأة مسبقا
في خزان اصطناعي للمياه) ؛

- نووي
محطات توليد الطاقة (NPP) - النووية (الطاقة
وقود نووي)؛

- المد والجزر
محطات توليد الطاقة (PES) - المد والجزر.

في الجمهورية
يتم توليد أكثر من 95٪ من الطاقة في بيلاروسيا
في محطات الطاقة الحرارية ، والتي يتم تقسيمها حسب الغرض
إلى نوعين:

- التكثيف
محطات الطاقة الحرارية (CES) ،
مخصص للإنتاج فقط
طاقة كهربائية؛

- محطات تدفئة وتوليد مشتركة
(حزب الشعب الجمهوري) أين
الإنتاج المشترك للكهرباء
والطاقة الحرارية.

اصنع جهاز تعقب للطاقة

من الأفضل والأكثر فاعلية إنشاء مثل هذا المتعقب لمدة أسبوع على الأقل بدورة واحدة من اليوميات ، بحيث تكون الخلية الخلوية لكل يوم محددة كبيرة بما يكفي ويمكن أن تستوعب عدة نقاط على مستويات مختلفة - من انخفاض الطاقة إلى ارتفاع في الطاقة ، لأن هذه القطرات يمكن أن تحدث عدة مرات خلال اليوم. إذا لم تكن هناك قطرات قوية ، فيمكنك التحقق من المتعقب مرة واحدة فقط في اليوم.

يمكن ترتيب مستويات الطاقة بطرق مختلفة. من الأنسب القيام بثلاث نقاط على مستويات مختلفة: ارتفاع الطاقة ، التوازن (بدون قطرات) ، انخفاض الطاقة. خلال النهار ، من الضروري ملاحظة ما إذا كانت هناك تقلبات وهبوط وإذا كان السبب محددًا بوضوح ، فقم بتدوينه بالقرب من النقطة.

يمكن أن تتغير مستويات الطاقة بسرعة كبيرة: لقاء مع شخص لطيف أو غير سار ، لقاء مع مناور (ولم تكن تشك في أنه كان متلاعبًا حتى بدأت في تعقب) ، فطور لذيذ أو ازدحام مروري مرهق ، اغنية مفضلة في الراديو او تقرير سنوي عن العمل وهكذا وهكذا ...

في أغلب الأحيان ، لا ندرك حتى سبب انخفاض الطاقة أو ارتفاعها. لذلك يجب ملاحظة القطرات الحادة لتحليلها لاحقًا والسعي حصريًا لما يعطي الطاقة ، وتجنب ما يسلبها. بالطبع ، لن تكون قادرًا دائمًا على الابتعاد عن شؤون الأسرة أو العمل ، ولكن يمكنك دائمًا إيجاد طريقة لتسهيل العملية ، وجعلها أكثر تشويقًا وسهولة ، وتفويض بعض المسؤوليات ، وما إلى ذلك.

بالإضافة إلى ذلك ، من المهم جدًا الاحتفاظ بمتتبع للطاقة جنبًا إلى جنب مع أجهزة تتبع النوم والتغذية والأفكار والمزاج والمالية والنشاط البدني ومتعقب العادات العامة. بعد ذلك سيكون من الأسهل عليك العثور على اعتماد تقلبات الطاقة على أحداث حياتك.

أنظمة النقل

يتم نقل الطاقة من مجموعات المولدات أولاً عبر أنظمة النقل ، والتي تتكون من خطوط نقل تنقل الكهرباء عند مستويات جهد مختلفة. يتوافق نظام النقل مع البنية التحتية الطوبولوجية لشبكة الشبكة التي تربط التوليد والمحطات الفرعية معًا في شبكة ، والتي يتم تحديدها عادةً عند 100 كيلو فولت أو أكثر.

الشكل 3 - النظام الكهربائي

تتدفق الكهرباء عبر خطوط نقل الجهد العالي (الجهد العالي) إلى عدد من المحطات الفرعية ، حيث يذهب الجهد إلى المحولات إلى مستويات مناسبة لأنظمة التوزيع.

مستويات جهد التيار المتردد

تتوافق مستويات الجهد RMS المفضلة في IEC 60038: 2009 مع المعايير الدولية:

• 362 كيلو فولت أو 420 كيلو فولت ؛ 420 كيلو فولت أو 550 كيلو فولت ؛ 800 كيلو فولت 1 ، 100 كيلوفولت أو 1200 كيلوفولت للأنظمة ثلاثية الطور مع أعلى جهد للمعدات التي تتجاوز 245 كيلوفولت.
• 66 (بدلاً من ذلك ، 69) كيلو فولت ؛ 110 (بدلاً من ذلك ، 115) كيلو فولت أو 132 (بدلاً من ذلك ، 138) كيلو فولت ؛ 220 (بدلاً من ذلك ، 230) كيلو فولت للأنظمة ثلاثية الطور بجهد مقدر أعلى من 35 كيلو فولت ولا يزيد عن 230 كيلو فولت.
• 11 (بدلاً من ذلك ، 10) كيلو فولت ؛ 22 (بدلاً من ذلك ، 20) كيلو فولت ؛ 33 (بدلاً من ذلك ، 30) كيلو فولت أو 35 كيلو فولت للأنظمة ثلاثية الطور بجهد مقدر أعلى من 1 كيلو فولت ولا يزيد عن 35 كيلو فولت. هناك مجموعة منفصلة من القيم الخاصة بممارسات أمريكا الشمالية.

في حالة الأنظمة ذات الفولتية الاسمية بين 100 و 1000 فولت ، يكون 230/400 فولت قياسيًا للأنظمة ثلاثية الأطوار رباعية الأسلاك (50 هرتز أو 60 هرتز) ، و 120/208 فولت لكل 60 هرتز. بالنسبة للأنظمة ذات الثلاثة أسلاك ، يكون 230 فولت بين المراحل قياسيًا لـ 50 هرتز و 240 فولت لكل 60 هرتز. بالنسبة للأنظمة أحادية الطور ، ثلاثية الأسلاك عند 60 هرتز ، يكون 120/240 فولت قياسيًا.

الجهد المتوسط ​​(MV) كمفهوم لا يستخدم في بعض البلدان (مثل المملكة المتحدة وأستراليا) ، إنه "أي مجموعة من مستويات الجهد بين الجهد المنخفض والعالي" والمشكلة هي أن الحد الفعلي بين مستويات الجهد المتوسط ​​و تعتمد HV على الممارسات المحلية.

يتم نشر خطوط الكهرباء بثلاثة أسلاك مع سلك أرضي. جميع أنظمة نقل التيار المتردد تقريبًا عبارة عن أنظمة نقل ثلاثية الطور.

تكوين التيار غير المرئي

من وجهة نظر الفيزياء ، فإن احتمال ظهور الكهرباء يأتي من قدرة المادة الفيزيائية على تراكم وتخزين الشحنة الكهربائية. يتشكل مجال طاقة حول هذه المراكم.

يعتمد عمل التيار على قوة تيار غير مرئي من الجسيمات المشحونة التي تتحرك في نفس الاتجاه ، مما يشكل مجالًا مغناطيسيًا مشابهًا من حيث المبدأ للحقل الكهربائي. يمكن أن تؤثر على أجسام أخرى لديها شحنة من نوع أو آخر:

• نفي؛
• إيجابي.

وفقًا للبحث العلمي ، تدور الإلكترونات حول النواة المركزية لأي ذرة تشكل جزءًا من الجزيئات التي تشكل جميع الأجسام المادية. تحت تأثير المجالات المغناطيسية ، يمكنهم الانفصال عن نواتهم الأصلية والانضمام إلى أخرى ، ونتيجة لذلك يفتقر أحد الجزيئات إلى الإلكترونات ، بينما يحتوي الآخر على فائض منها.

لكن جوهر هذه العناصر هو الرغبة في تعويض النقص في المصفوفة - فهم يسعون دائمًا إلى حيث هم أقل عددًا. يوضح هذا الانتقال المستمر بوضوح كيفية إنتاج الكهرباء ، لأنه من مسافة قريبة ، تنتقل الإلكترونات بسرعة من مركز الذرة إلى آخر. هذا يؤدي إلى تكوين تيار ، حول الفروق الدقيقة في العمل الذي من المثير للاهتمام معرفة الحقائق التالية:

• المتجه - يأتي اتجاهه دائمًا من القطب السالب المشحون ويميل إلى الموجب ؛
• تحتوي الذرات التي تحتوي على إلكترونات فائضة على شحنة "ناقصة" وتسمى "أيونات" ، بينما يؤدي عدم وجود هذه العناصر إلى حدوث "زائد" ؛
• في اتصالات الأسلاك ، تسمى الشحنة "السالبة" "المرحلة" ، ويشار إلى "زائد" بصفر ؛
• أصغر مسافة بين الذرات هي في تكوين المعادن ، وبالتالي فهي أفضل الموصلات الحالية ؛
• يتم تحديد أكبر مسافة بين الذرات في المطاط والمواد الصلبة - الرخام ، الكهرمان ، الخزف - وهي عوازل كهربائية ، غير قادرة على توصيل التيار ، لذلك تسمى أيضًا "العوازل" ؛
• الطاقة المتولدة أثناء حركة الإلكترونات وتسخين الموصلات تسمى "الطاقة" ، والتي تقاس عادة بالواط.

انتقال لمسافات طويلة

ترجع أهمية نقل الكهرباء عن بعد إلى حقيقة أن محطات الطاقة مجهزة بمعدات قوية توفر مؤشرات إنتاج عالية. مستهلكيها منخفضون الطاقة ومتناثرون على مساحة كبيرة. بناء أكبر محطة مكلف ، لذلك هناك ميل لتركيز القدرات. هذا يقلل بشكل كبير من التكاليف. أيضا ، الموقع مهم. يتم تضمين عدد من العوامل: القرب من الموارد ، وتكلفة النقل والقدرة على العمل في نظام طاقة واحد.

لفهم كيفية انتقال الكهرباء عبر مسافات طويلة ، يجب أن تعلم أن هناك خطوط طاقة تيار مباشر ومتناوب. السمة الرئيسية هي صبيبها. يتم ملاحظة الخسائر في عملية تسخين الأسلاك أو المسافة. يتم التحويل وفق المخطط التالي:

1. محطة طاقة. إنه مصدر توليد الكهرباء.
2. محول الصعود الذي يوفر زيادة في الأداء للقيم المطلوبة.
3. محول تنحي. يتم تثبيته في محطات التوزيع ويخفض معايير التوريد للقطاع الخاص.
4. توريد الطاقة للمباني السكنية.

خطوط التيار المستمر

حاليًا ، يتم إعطاء المزيد من الأفضلية لنقل الكهرباء عن طريق التيار المباشر. هذا يرجع إلى حقيقة أن جميع العمليات التي تحدث في الداخل ليست ذات طبيعة موجية. هذا يسهل بشكل كبير نقل الطاقة.

تشمل مزايا ناقل الحركة DC ما يلي:

• تكلفة منخفضة؛
• كمية صغيرة من الخسائر

امدادات التيار المتردد

تشمل مزايا نقل التيار المتردد سهولة تحويله. يتم ذلك بمساعدة الأجهزة - المحولات التي يصعب تصنيعها. تصميم المحركات الكهربائية لهذا التيار أبسط بكثير. تتيح هذه التقنية إمكانية تشكيل خطوط في نظام طاقة واحد. يتم تسهيل ذلك من خلال إمكانية إنشاء مفاتيح في موقع بناء الفروع.

لتجنب الخطر

على الرغم من الفوائد التي لا شك فيها التي جلبها اكتشاف الكهرباء للناس ، وتحسين نوعية الحياة ، إلا أن هناك وجهًا عكسيًا للعملة. يمكن أن يؤدي التفريغ الكهربائي إلى القتل أو التسبب في أضرار جسيمة بالصحة.يمكن التعبير عن التأثير السلبي للتيار الكهربائي على الإنسان في الآتي:

• تقلص حاد وقوي للألياف العضلية ، مما يؤدي إلى تمزق الأنسجة ؛
• حرق طفيف خارجي مع آفة داخلية عميقة في العضو ؛
• اختلال التوازن الكهربائي في الجسم.
• تلف العين من الفلاش فوق البنفسجي.
• إجهاد وخلل في الجهاز العصبي.
• شلل تنفسي وسكتة قلبية.

يعتمد الضرر الناتج عن التعرض بشكل مباشر على قوة التيار. إذا كانت تساوي 0.05 أ ، فإنها تعتبر آمنة نسبيًا مدى الحياة. يمكن أن يؤدي تكرار 0.1 ألف وما فوق إلى حرمان الوعي وتحييد قدرة العضلات على الانقباض ، والتي قد تكون قاتلة في بعض الأحيان في حالة السقوط أو وجود أمراض مزمنة. لا يجب عليك بأي حال من الأحوال لمس سلك مكشوف دون التأكد من عدم وجود جهد كهربائي. سيؤدي اللمس بكلتا يديه في نفس الوقت إلى صدمة كهربائية للقلب يمكن أن تكون قاتلة.

يجب تقديم الإسعافات الأولية في حالة حدوث صدمة كهربائية دون الاستسلام للذعر ، لأنه من خلال الإمساك بالضحية ، التي يكون جسدها بطبيعته محركًا يحمل التفريغ المستلم ، هناك خطر التعرض لصدمة كهربائية. لا يمكنك الركض بسرعة إلى من سقطوا ، وبدلاً من ذلك عليك أن تتخذ خطوات صغيرة تضمن سلامتك وتسمح لك بالاتصال بالأطباء بدلاً من معاناة نفسك. وأثناء انتظار سيارة الإسعاف ، حاول المساعدة على النحو التالي:

• تحييد المصدر الرئيسي للطاقة - بإيقاف تشغيل المفتاح أو الاختناقات المرورية ؛
• قم بإزالة جهاز كهربائي خطير من الضحية باستخدام جسم له خصائص عازلة ، ويفضل عصا خشبية أو مجلة ملفوفة ؛
• إذا لزم الأمر ، اسحب شخصًا إلى مكان آمن ، فأنت بحاجة إلى ارتداء قفازات مطاطية أو لف يديك بقطعة قماش طبيعية ، وتجنب الاتصال المباشر بجلد الضحية ؛
• بأصابع القفاز ، حاول أن تشعر بالنبض وإذا كان ضعيفًا ، قم بتدليك القلب المغلق وقلب الضحية على الجانب الأيمن.

لتجنب خطر الصدمة الكهربائية ، من الضروري التحقق بانتظام من صلاحية الأجهزة المنزلية للخدمة وحالة المقابس عن طريق وضع سدادات مطاطية عليها إذا كان هناك أطفال في المنزل. أيضا ، لا تمشي في عاصفة رعدية أثناء البرق المتكرر ، والتواجد في المنزل في هذا الوقت ، فمن الأفضل إغلاق النوافذ.

الكهرباء في كل

لكن لأول مرة ، اهتم العلم بالفيزياء الكهربية ، أو بالأحرى ، إلى قدرة الكائنات الحية على توليد الكهرباء ، بعد حادثة مسلية مع أرجل الضفادع في القرن الثامن عشر ، والتي بدأت في يوم ممطر ، في مكان ما في بولونيا ، نشل من ملامسة الحديد. شاهدت زوجة الأستاذ في بولونيا لويجي جالفاتي ، التي دخلت محل الجزار للحصول على طعام فرنسي ، هذه الصورة الرهيبة وأخبرت زوجها عن الأرواح الشريرة التي كانت مستعرة في الحي

لكن جالفاتي نظر إليها من وجهة نظر علمية ، وبعد 25 عامًا من العمل الشاق ، نُشر كتابه "رسائل حول قوة الكهرباء في الحركة العضلية". في ذلك ، ذكر العالم لأول مرة أن الكهرباء موجودة في كل منا ، والأعصاب هي نوع من "الأسلاك الكهربائية".

من أين يمكنك الحصول على الطاقة وبأي شكل

في الواقع ، الطاقة ، بشكل أو بآخر ، عمليا في كل مكان في الطبيعة - الشمس ، الرياح ، الماء ، الأرض - هناك طاقة في كل مكان. المهمة الرئيسية هي استخراجها من هناك. تقوم البشرية بذلك منذ أكثر من مائة عام وحققت نتائج جيدة. في الوقت الحالي ، يمكن لمصادر الطاقة البديلة أن تزود المنزل بالحرارة والكهرباء والغاز والماء الدافئ. علاوة على ذلك ، لا تتطلب الطاقة البديلة أي مهارات فائقة أو معرفة فائقة. كل شيء يمكن القيام به لمنزلك بأيديكم. إذن ما الذي يمكن عمله:

• استخدم الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء أو لتسخين المياه - لتسخين المياه أو لتسخين درجات الحرارة المنخفضة (الألواح الشمسية والمجمعات).
• تحويل طاقة الرياح إلى كهرباء (مولدات الرياح).
• بمساعدة المضخات الحرارية لتدفئة المنزل ، أخذ الحرارة من الهواء والأرض والمياه (مضخات الحرارة).

• استقبال الغازات من مخلفات الحيوانات الأليفة والطيور (مصانع الغاز الحيوي).

جميع مصادر الطاقة البديلة قادرة على تلبية الاحتياجات البشرية بشكل كامل ، لكن هذا يتطلب استثمارات كبيرة للغاية و / أو مساحات كبيرة جدًا. لذلك ، من المعقول أكثر إنشاء نظام مشترك: لتلقي الطاقة من مصادر بديلة ، وإذا كان هناك نقص ، "الحصول عليها" من الشبكات المركزية.

حركة الكهرباء

يتم إجراء مزيد من نقل الطاقة الكهربائية من خلال الشبكات. إنها مجموعة من المعدات المسؤولة عن توزيع الكهرباء وإمداد المستهلك بها. هناك عدة أنواع منها:

1. الشبكات المشتركة. إنهم يخدمون الزراعة والتصنيع.
2. اتصل. هذه مجموعة مخصصة توفر الكهرباء للمركبات المتحركة. وهذا يشمل القطارات والترام.
3. لصيانة المرافق والمرافق البعيدة.
4. الشبكات المستقلة. أنها توفر الكهرباء للوحدات المتنقلة الكبيرة. هذه هي الطائرات والسفن والمركبات الفضائية.

كيف تعمل

كيف يولد الشخص الكهرباء؟ السبب كله هو العمليات البيوكيميائية العديدة التي تحدث على المستوى الخلوي. يوجد داخل أجسامنا العديد من المواد الكيميائية المختلفة - الأكسجين والصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم وغيرها الكثير. تفاعلهم مع بعضهم البعض وتوليد الطاقة الكهربائية. على سبيل المثال ، في عملية "التنفس الخلوي" ، عندما تطلق الخلية الطاقة المتلقاة من الماء ، وثاني أكسيد الكربون ، وما إلى ذلك. يتم ترسيبه ، بدوره ، في مركبات كيميائية خاصة عالية الطاقة ، دعنا نسميها بشكل مشروط "مستودعات" ، وبعد ذلك يتم استخدامها "حسب الحاجة".

لكن هذا مجرد مثال واحد - هناك العديد من العمليات الكيميائية في أجسامنا التي تولد الكهرباء. كل شخص هو قوة حقيقية ، ومن الممكن تمامًا استخدامه في الحياة اليومية.

معجزة عادية للظواهر الطبيعية

من المثير للاهتمام أن أجسام الإنسان والعديد من الكائنات الحية ليست فقط موصلات للنبضات الكهربائية ، ولكنها أيضًا قادرة على توليد هذه الطاقة بمفردها. ومن الأمثلة التوضيحية للأشعة الكهربائية ، والجلكيات والثعابين ، والتي لها عمليات خاصة في بنية الجسم ، والتي تعمل كنوع من إبرة التخزين ، والتي تضرب بها الضحية بتفريغ بتردد عدة مئات من هرتز.

يعتقد معظم العلماء أن جسم الإنسان يشبه محطة طاقة ذات نظام مستقل للتنظيم الذاتي. كانت هناك حالات لم ينج فيها الناس بعد أن ضربهم البرق فحسب ، بل اكتسبوا أيضًا الشفاء من الأمراض والقدرات الجديدة. كان لكل من هؤلاء المحظوظين مناعة طبيعية قوية ، ونتيجة لذلك عززت ضربة الكهرباء الطبيعية قوتهم الفطرية.

في الطبيعة ، هناك العديد من الظواهر التي تثبت أن الكهرباء جزء لا يتجزأ منها وموجودة في كل مكان:

1. كانت العلامات النارية لسانت إلمو مألوفة للبحارة منذ العصور القديمة. ظاهريًا ، تبدو وكأنها أضواء شبيهة بالفرشاة من الشموع ذات اللون الأزرق الباهت والأرجواني ، ويمكن أن يصل طولها إلى متر واحد. تظهر في عاصفة ورعدية على أبراج صواري السفن. حاول البحارة كسر نهايات الصواري والنزول بالمصباح ، لكن هذا لم ينجح أبدًا ، لأن النار انتقلت إلى أجسام أخرى عالية. والعجيب أن النار لا تحرق اليدين وتكون باردة عند لمسها. اعتقد البحارة أن هذه علامة مباركة من سانت إلمو على أن السفينة كانت تحت حمايته وستصل بأمان إلى الميناء. أظهرت الأبحاث الحديثة أن النار غير العادية هي كهربائية بطبيعتها ؛
2. الشفق القطبي - في الغلاف الجوي العلوي تتراكم العديد من العناصر الصغيرة التي طارت من أعماق الفضاء.إنها تصطدم بجزيئات الطبقات السفلية من غلاف الهواء وجزيئات الغبار بأعمدة شحن مختلفة ، مما ينتج عنه ومضات ضوئية متحركة بألوان مختلفة. هذا التوهج هو سمة من سمات فترة الليل القطبي ويمكن أن يستمر لعدة أيام ؛
3. البرق - تتسبب التغيرات في التيارات الجوية في حدوث متزامن للجليد وقطرات. قوة الاحتكاك الناتجة عن اصطدامهما تملأ السحب الركامية بشحنات كهربائية قوية. من ملامسة السحب بشحنات معاكسة ، ينشأ انبعاث ضوئي قوي في دقات الرعد. عندما يفيض الغلاف الجوي السفلي بالشحنات الكهربائية ، يمكن أن تتحد لتشكل كرة البرق ، والتي تنتقل على طول مسار منخفض إلى حد ما وهي خطيرة للغاية لأنها يمكن أن تنفجر عند الاصطدام بكائن حي أو جسم ثابت.

بالإضافة إلى التيار المتردد والمباشر ، توجد أيضًا كهرباء ساكنة تحدث عند اختلال التوازن داخل الذرات. النسيج الصناعي لديه القدرة على تجميعه ، والتي تظهر من خلال شرارات صغيرة عندما تتحرك الملابس أثناء ارتداء الملابس والشعور بالوخز عند لمس شخص أو معدن.

https://youtube.com/watch؟v=1AWmyGXjIzY

هذا شعور مزعج للغاية ، بالإضافة إلى أنه ضار بالصحة في الجرعات الكبيرة. يأتي الإشعاع الساكن أيضًا من أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر والأجهزة المنزلية التي تعمل على توليد الغبار. لذلك ومن أجل الحفاظ على الصحة من الضروري ارتداء الملابس المصنوعة من الأقمشة الطبيعية وعدم التواجد بالقرب من الأجهزة الكهربائية لفترة طويلة والتنظيف في كثير من الأحيان.