إليك مقدمة في الكهرباء والإلكترونيات، تعد الكهرباء مصدر من مصادر أو شكل من أشكال الطاقة التي تتمحور على تدفق الإلكترونات.
كما أن جميعنا نعلم أن المواد تتكون من ذرات ولكل منها مركز يسمى النواة، هذه النواة تحتوي على ثلاث عناصر أساسية هي: البروتونات الموجبة الشحنة والنيترون العديم الشحنة والأهم منها جميعًا الإلكترونات ذات الشحنة السالبة التي تكون نشطة وسببًا للطاقة؛ بسبب حركتها حول المركز للذرة وجميعنا نعلم أن الإلكترونات والبرتونات متساوية في العدد وفي القوة ولكنها متناقضة في الشحنات.
يتشكل التيار الكهربائي ببساطة شديدة عندما تضطرب الإلكترونات والبروتونات بسبب القوى الخارجية، عندها تفقد الذرة إلكترون، الأمر الذي يجعله حر الحركة ويستطيع من خلال ذلك تكوين تياراً كهربائيًا.
بالنسبة لعالم البشر تعد الكهرباء جزءًا أساسيًا في حياة الإنسان وهي أكثر شكل من أشكال الطاقة لديه، فإذا تحدثنا عن أن الكهرباء مصدراً ثانويًا من أشكال الطاقة؛ لأنه يحصل عليها البشر من خلال تحويل مصادر أخرى إلى طاقة كهربائية كالنفط والفحم والغاز الطبيعي، كذلك مصدر الطاقة النووية الذي أصبح متداولاً حديثاً بين أغلب دول العالم، فكل هذه المصادر يطلق عليها المصادر الأولية.
يتم بناء العديد من المدن اليوم من خلال التوربينات التي تعد مصدر للطاقة الميكانيكية مع الشلالات والأنهار التي حولت طبيعة المياه إلى ميدان للعمل. بدأت فكرة توليد الكهرباء منذ أكثر من مئة عام أضاءت المنازل بمصابيح بدائية ذلك الوقت يطلق عليها “الكيروسين”.
كما تم عمل أمور بدائية وعادية جدًا حيث استخدم الفحم في التدفئة وتم عمل صندوق الثلج للتبريد مثل وظيفة الثلاجة والمدفئة الآن.
مقدمة في الكهرباء والإلكترونيات
المصباح الكهربائي
اختراع المصباح الكهربائي غير حياة الجميع في القرن التاسع عشر في عام 1879، تم استخدام أول نوع منه للإضاءة الخارجية. بعدها تم وضع المصباح الكهربائي في منازلنا وفي غرفنا الداخلية وتم عمل ثورة كما كان يخطط لها فرانكلاين في ليلة عاصفة في فيلادفيا.
المولد الكهربي
يعد المولد الكهربائي طوال الزمان الآلة التي تولد الكهرباء وكانت تسمى في اللغة الإنجليزية بمصطلح “دينامو” وهو عبارة عن جهاز لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية وتعتمد فكرته على العلاقة بين المغناطيس والكهرباء، حيث أن التيار الكهربائي يحدث عند دوران أو حركة سلك نحو المجال المغناطيسي لأن التيار ينبض في ذلك السلك من خلال الحركة.
المولدات الكبيرة التي يتم استخدامها في المرافق الكهربائية ولها موصل ثابت يتم وضع عمود الدوران من خلال موصل مع قطعة ثابتة موصلة بسلك طويل ومستمرة. يدور المغناطيس مثلًا، عندها تأتي الحياة للأسلاك وتبدأ بضخ تيار بسيط ومنقسم وتضيف التيارات الصغيرة إلى الأقسام الفردية وتتوحد إلى تيار كبير يعمل لتوليد الطاقة الكهربائية.
أما عن محطة توليد التوربينات تستخدم عجلة أو محرك أو آلة أخرى تختلف عن المولد قليلًا، لكنها مشابهة له في طريقة التشغيل، الاختلاف يكون في أن هذه الأشياء تحول الطاقة الميكانيكية أو الكيميائية إلى كهربائية، ومن أكثر االطرق شيوعًا في إنتاج الكهرباء توربينات احتراق الغاز والمياه البخارية والتوربينات البخارية ومحركات الاحتراق الداخلي.
للمزيد:
الطاقة ومصادرها وتاريخ استخدامها
كيف تحمي نفسك من خطر الكهرباء ١٢ نصیحة هامة
