مدرسة القادسية

تلخيص فصل الطاقة التي حولنا واستهلاك الكهرباء
الصف السادس
الطاقة:-
الطاقة هي مركب موجود في البيئة ، نستنتج من وجود الطاقة عن طريق حدث او ظاهرة او عملية في البيئة الطبيعية او التكنولوجية.
ظواهر تدل على حدوث طاقة في البيئة الطبيعية :-
رياح تهب ،حركة امواج البحر ،انفجار جبل بركاني،نمو النبات،هزات ارضية ،برق ، رعد ، حركة الكائنات الحية على جميع انواعها.
ظواهر تدل على حدوث طاقة في البيئة الاصطناعية :-
ضخ ماء ، ركوب دراجة هوائية ، بث تلفزيون ، عمل المكيف ، دوران عجل في متنزه الالعاب ، تسخين ماء في ابريق كهربائي ، طيران مركبة فضائية وغيرها.
*الكائنات الحية تحتاج الى الطاقة لكي تقوم بالعمليات الحياتية التي تحدث في اجسامها مثل عملية التنفس والتغذية ونقل المواد في الجسم .... ، هذه العمليات تمكن الكائنات من النمو والاستمرار بمراحل دورة حياتها لهذا بدون الطاقة لا تستطيع الكائنات الحية ان تكمل حياتها وتنمو.
*ايضا الانسان بحاجة الى الطاقة لتشغيل ادوات والات تلبي احتياجاته وتحسن جودة حياته.
*تُستخدم الطاقة في جميع مجالات الحياة : في الطب ،المواصلات ، الزراعة ،الاتصال والصناعة .

انواع الطاقة :-
طاقة كهربائية :الطاقة التي يزودها التيار الكهربائي ، الطاقة الكهربائية تُشغل الاجهزة الكهربائية .
طاقة حرارية : الطاقة التي تجعل الاجسام تسخن ، اشعة الشمس هي المصدر الطبيعي الأكبر لطاقة الحرارة ، تنتج الحرارة ايضا من احتراق مواد وقود وتشغيل اجهزة كهربائية ، وهناك ايضا مصدر طبيعي لطاقة الحرارة يكمن في اعماق الارض وهو يتعلق بانفجار الجبال البركانية وينابيع المياه الحارة ....
طاقة ضوئية : الطاقة الموجودة في كل انواع الضوء ، اشعة الشمس هي المصدر الطبيعي الاكبر لطاقة الضوء ، تنتج ايضا في شمعة مشتعلة وفي مصباح يضيئ ،النباتات تستغل طاقة الضوء من قبل النباتات الخضراء لانتاج غذائها.
طاقة كيميائية: الطاقة الموجودة في المواد مثلاً المواد التي في اجسام الكائنات الحية مثل الكربوهيدرات والدهنيات ،والطاقة الموجودة في مواد الوقود (مثل الخشب والفحم الحجري....)الطاقة الكيميائية تمكن الاجسام من العمل كتشغيل العضلات والطاقة الكيميائية تمكن مواد الوقود من الاحتراق.
طاقة حركية :الطاقة الموجودة في الاجسام التي في حالة حركة: مثل سيارات تتحرك ، مياه جارية ،ريح تهب.
طاقة صوتية :الطاقة الموجودة في الاصوات التي تنبعث من التلفزيون ،في اصوات الجرس الذي يرن في الباب او جرس المدرسة وفي اصوات الرعد....
طاقة ارتفاع : الطاقة الكامنة التي يكتسبها جسم بسبب وقوعه تحت تأثير جاذبية مثل الجاذبية الأرضية أو تحت تأثير مجال كهربائي. 

تحولات الطاقة :
تستطيع الطاقة ان تنتقل من جسم لآخر وايضا ان تتحول من نوع الى اخر هذه العمليات نسميها تحولات الطاقة مثلاً الطاقة الكيميائية التي في شمعة مشتعلة تتحول الى طاقة حرارية والى طاقة ضوئية.

مصادر الطاقة :-
مصادر الطاقة هي موارد طبيعية تعلم الانسان ان يحولها الى عدة انواع طاقة لتلبية احتياجاته.
*هناك مصادر طاقة متجددة مثل طاقة الشمس ، طاقة الريح ، الطاقة الكيميائية التي في العضلات ،طاقة حركة الماء هذه مصادر الطاقة يمكن استخدامها بدون قيود فهي لا تنتهي لذلك تُسمى مصادر طاقة متجددة. لكن مصدر الطاقة غير مستغل بشكل كبير لان وجودها فقط خلال النهار وفي الشتاء لا تظهر كثيراً .

*هناك مصادر طاقة فانية مثل الطاقة الكيميائية التي في مواد الوقود (النفط الخام ،الفحم الحجري،غاز الطبخ ....)كلما حرقنا مواد الوقود ،كلما قلت كميتها الكلية وسيأتي اليوم الذي لا نستطيع فيه استخدامها لاحتياجاتنا.لهذا سُميت مصادر طاقة فانية.

الطاقة الشمسية :الشمس زودت احتياجات العالم وما زال بمقدورها تزويد العالم باحتياجاته لهذا تعتبر الشمس مصدر الطاقة الاكبر المتوفر لخدمة الانسان واستخدام طاقة الشمس لا يلوث البيئة لذلك يُعتبر مصدر طاقة ودي .
الطاقة الكيميائية في العضلات : تستغل الكائنات الحية الطاقة الكيميائية في العضلات لكي يحصل الانسان على احتياجاته الحياتية .والانسان ايضا استغل الطاقة الكيميائية التي في عضلات اجسام الحيوانات لكي ينقل الأحمال الثقيلة ،لكي يحرث الارض ولكي ينتقل من مكان الى اخر .
طاقة الريح : تعلم الانسان استغلال طاقة حركة الريح لابحار السفن ، وايضا لتحريك عنفات الطوربينة مثلاً لتوليد الكهرباء ، الطائرات الشراعية ،استغلال طاقة الريح لا يلوث البيئة لكن مصدر الطاقة غير مستغل بشكل كبير لان شدة الرياح تتغير وغير ثابتة .
طاقة حركة الماء: تعلم الانسان استغلال طاقة حركة الماء لتشغيل طواحين القمح ويستخدمون اليوم هذه الطاقة لتوليد الكهرباء واستخدام طاقة حركة الماء لا يلوث البيئة لذلك يُعتبر مصدر طاقة ودي ومتجدد لكن مصدر الطاقة غير مستغل بشكل كبير بسبب عدم تواجد انهار وشلالات ماء فيها تيار ماء قوي في كل مكان .
طاقة كيميائية نتيجة حرق مواد الوقود :في القدم تعلم الانسان استغلال الطاقة الكيميائية التي في الخشب لانتاج الحرارة ، بعد ذلك بدأ الانسان  استغلال الحرارة التي تنطلق من حرق مواد الوقود مثل الفحم الحجري والنفط الخام ،استغلت الحرارة لتسخين الماء وتحويله الى بخار لتشغيل الآلة البخارية .مصدر هذا الطاقة يُعد فاني لاننا نحرق كميات كبيرة، اثناء حرق مواد الوقود ينطلق للبيئة مواد ملوثة .

الكهرباء في خدمة الانسان :
استعمال الطاقة الكهربائية في كل مجالات الحياة (ان كان الاستهلاك بيتي ،الصناعة ،الزراعة ، الطب ، التجارة ،خدمات .....)حسّن جودة حياة الانسان ومستواها بشكل كبير .
توليد الكهرباء:
الطاقة الكهربائية متوفرة في الطبيعة لكنها غير متواجدة بصورة دائمة ولذلك غير مُستغلة لذلك تعلم الانسان توليد الكهرباء .
من الطاقات الكهربائية التي في الطبيعة الكهرباء الساكنة ،البرق ،الكهرباء التي في اجسام الكائنات الحية .

الكهرباء الساكنة: تنتج عند احتكاك بين الاجسام الذي قد يشحن الاجسام بالكهرباء الساكنة ، الجسم المشحون يجذب اليه اغراضا خفيفة مثلاً عندما نخلع جارزة نسمع طقطقات كأن الجارزة التصقت باللباس الذي تحتها او عندما نمرر مشطا بلاستيكيا في الشعر بعد ذلك نقربه لقطع ورق صغيرة هذه القطع تنجذب اليه .المشكلة في الكهرباء الساكنة ان كميتها قليلة لا يمكن تشغيل المنتجات الكهربائية بواسطتها.

البرق:  البرق هو شرارة كهربائية ضخمة تتكون عندما تنتقل الكهرباء الساكنة من غيمة لآخرى او من غيمة الى الارض.كمية الطاقة الكهربائية التي في البرق كبيرة جدا لكن لحتى اليوم لم ينجحوا باستغلال الطاقة الكهربائية التي فيه.من المهم تركيب جهاز لحجز البرق على المنتجات الكهربائية لان شدته تؤدي الى اضرار جسيمة.

كهرباء في اجسام الحيوانات : هناك كهرباء في اجسام اسماك مفترسة تعيش في قاع البحر هذا الشيئ يساعدها ان تكمن للفريسة ، الحيوان الذي يلامس السمكة الكهربائية يتكهرب وهكذا يسهل افتراسه.
*ينتج في جسم الانسان كمية قليلة من الكهرباء مثلاً اثناء انقباضات القلب او عند نشاط الدماغ وتتوفر في الطب اجهزة تسجل هذه الآشارات وبواسطة التسجيل يستطيع الاطباء فحص سلامة عمل هذه الاعضاء.

طُرق توليد الكهرباء :
البطارية الكهربائية :
في البطارية الكهربائية تتم عملية تحول للطاقة اذ تتحول فيها الطاقة الكيميائية الى طاقة كهربائية وبفضل الطاقة الكهربائية يمر في الدائرة تيار كهربائي.
من حسنات البطارية 
1.مريحة للاستخدام لانها غير موصلة بشبكة الكهرباء.
2.البطارية آمنة لأنها تزود تيار كهربائي ضعيف.
من سيئات البطارية:
1.لا تستطيع تزويد طاقة كهربائية لتشغيل اجهزة كهربائية مثل الغسالة والبراد...
2.البطارية تفرغ بسرعة.
3.تراكم البطاريات في اماكن الفضلات يؤدي الى تلويث البيئة بسبب المواد السامة الموجودة فيها التي قد تصل الى المياه الجوفية وتلوثها.

الخلية الشمسية :
الخلية الشمسية هي جهاز نحصل بواسطته على طاقة كهربائية من ضوء الشمس في الخلية الشمسية تتحول طاقة ضوء الشمس الى طاقة كهربائية بفضل الطاقة الكهربائية يمر في الدائرة تيار كهربائي.
هناك عدة استخدامات للخلية الشمسية :
1.في المفارق التي في الشوارع يمكن ان نرى اجهزة اضاءة تعمل بواسطة خلايا شمسية هذه الخلايا تستقبل ضوء في ساعات النهار وتخزن في بطارية تشحن وفي ساعات الظلام تستخدم الطاقة الكهربائية التي خزنت في البطارية للأضاءة.
2.يستغلون الخلايا الشمسية كمصدر طاقة في المركبات الفضائية.
3.استغلال الخلايا الشمسية لتشغيل الآت حاسبة عندما نوجهها نحو مصدر ضوء.
4.منظومات كبيرة لخلايا شمسية توضع على اسطح البيوت لإنتاج كهرباء للآستخدام البيتي اولنقلها وبيع الكهرباء لشركة الكهرباء.
حسنات الخلية الشمسية:
1.لا تسبب تلويث بيئي.
2.مصدر طاقة متجدد.
3.امنة.
سيئات الخلية الشمسية :
1.تزود تيار كهربائي ضعيف لا يكفي لاحتياجات مدينة كبيرة.
2.لا تعمل في الليل.
3.لا تعمل في طقس غائم وماطر.

مولد الكهرباء (الجنراطور):
المولد هو آلة بواستطها يتم انتاج طاقة كهربائية .
مولد الكهرباء (الدينامو):-
الدينامو هو مولد بسيط يُستخدم لإضاءة فانوس الدراجة الهوائية يُدور الراكب عجل الدراجة الذي يتصل فيه رأس ملف الدينامو ،يدور الملف بين قطبي المغناطيس ونتيجة لذلك يحدث تحول للطاقة اذ الطاقة الكيميائية التي في عضلات الرجلين تتحول الى طاقة كهربائية في اسلاك الكهرباء والتيار الكهربائي الذي نتج يؤدي الى تسخن سلك التوهج للمصباح والى توهجه وهكذا تتحول الطاقة الكهربائية الى طاقة حرارية وضوئية.

محطات الكهرباء
محطات الكهرباء هي مصانع لإنتاج الطاقة الكهربائية ، حيث ان مولد الكهرباء (جنراتور) هو قلب محطة الكهرباء والمولد مكون من مغناطيس وملف نحاس ،لانتاج الطاقة الكهربائية يجب تدوير المغناطيس الذي في المولد بواسطة عجلة ،العجلة التي تدوّر المولد تُسمى عنفة (طوربين).العنفة تكون موصولة بواسطة محور بمغناطيس المولد .عند الضرب على العنفة تدور وتؤدي الى تدوير المحور المتصل بالمغناطيس ثم يدور المغناطيس داخل الملف وهكذا تتولد طاقة كهربائية.

هناك عدة محطات كهرباء:-
محطة كهرباء تعمل بواسطة عنفة الريح :
مصدر الطاقة هو الريح ، في هذه المحطة تنتقل طاقة حركة الريح الى طاقة حركة للعنفة التي تتحول الى طاقة حركة المولد التي تتحول الى طاقة كهربائية.
حسنات هذه المحطة:
1.لا تلوث البيئة تُعتبر ودية للبيئة.
2.مصدر طاقة متجدد واستخدام هذا المصدر لا يؤدي الى فنائه.
سيئات هذه المحطة:-
1.لإنتاج كمية طاقة كبيرة يجب وضع محطات كهرباء كثيرة على مساحات واسعة جدا.
2.تشوه المنظر الطبيعي.
3.تؤدي الى اصابة الطيور.
4.لا يمكن تشغيل عنفات الريح في اماكن لا تهب فيها ريح ثابتة بقوة كبيرة.

محطة كهرباء كهرمائية محطة لتوليد الكهرباء بالقوة المائية :
مصدر الطاقة في هذه المحطة هو الماء. تُقام هذه المحطات في البلاد التي بها انهار ذات مخزون مائي كبير حيث يخزنون الماء في احواض كبيرة بواسطة سدود وعند اسفل السد يبنون محطات كهرباء التي تتحرك فيها العنفة بواسطة حركة الماء.
في هذه المحطة طاقة حركة الماء تنتقل الى طاقة حركة العنفة التي تتحول الى طاقة حركة المولد التي تتحول الى طاقة.
 حسنات هذه المحطة:
1.لا تلوث البيئة تُعتبر ودية للبيئة.
2.مصدر طاقة متجدد واستخدام هذا المصدر لا يؤدي الى فنائه.
سيئات هذه المحطة:-
1.من اجل اقامة محطة كهرومائية يشترط وجود انهار ذات مخزون مائي كبير واحواض كبيرة لتجميع المياه..
2.تشوه المنظر الطبيعي.

محطة كهرباء بخارية (حرق الفحم الحجري):
مصدر الطاقة هو حرق الفحم الحجري(طاقة كيميائية من حرق مواد الوقود) . في هذه المحطة يتم حرق مواد الوقود مثل الفحم الحجري والمازوت داخل غرف حرق التي تكون مغلفة بانابيب مملوءة بالماء نتيجة الحرق والتسخين يسخن الماء ويتحول الى بخار .البخار الذي ينبعث يدور العنفة (الطوربين)وهي بدورها تدور المولد . البخار الذي دور الطوربين يكثفونه في المكثف الذي يتحول الى ماء في حالة السيولة ثم يستعملونه ثانية في غرف الحرق.
*هذه المحطات موجودة قرب مصادر مياه مثل بحر اوبحيرة او نهر سبب ذلك هو عملية تسخين الماء وتحويله الى بخار كي يدور العنفة.
حسنات هذه المحطة :
1.تنتج طاقة كهربائية كبيرة وتيار كهربائي قوي
سيئات هذه المحطة :
1.الدخان والسناج والرماد والغازات الذي تنبعث نتيجة الحرق تلوث البيئة والهواء .
2.نتيجة عملية التبريد (تبريد المولدات) تُعاد الى مصدر المياه مياه ساخنة التي تغير درجة حرارة المياه وهذا يؤثر سلبيا على الكائنات الحية التي تعيش بها.
3.مواد الوقود (الفحم الحجري والمازوت والغاز الطبيعي....)هي مصادر طاقة فانية.
*من اجل تقليل التلويث يجب وضع مداخن عالية في محطات الكهرباء التي وظيفتها انتشار الملوثات في الطبقات العليا للهواء حيث يُركب في داخلها مصاف تنقي الدخان المنطلق منها.ويجب ايضا استخدام مواد وقود تطلق ملوثات اقل واقامة محطات مراقبة لقياس تلوث الهواء في البيئة قرب المحطة ويجب ايضا التوفير بالكهرباء كي نقلل من كمية مواد الوقود اللازمة للحرق.
محطة كهرباء شمسية –بخارية:
مصدر الطاقة هو الشمس ، حيث تتحول طاقة الشمس الى طاقة كهربائية ، حيث تُستغل طاقة الشمس لانتاج بخار اللازم لتحريك العنفة لذلك يستخدمون المرايا والعدسات لتركيز الضوء من اجل التسخين.
حسنات هذه المحطة :
1.لا تلوث البيئة تُعتبر ودية للبيئة.
2.مصدر طاقة متجدد واستخدام هذا المصدر لا يؤدي الى فنائه.
سيئات هذه المحطة :
1.عمل هذه المحطات يشترط وجود الشمس.
2.تكاليف اقامة هذه المحطات باهظ الثمن.
محطة كهرباء نووية –بخارية :
في هذه المحطات تتحول الطاقة النووية الى طاقة كهربائية، ينتجون البخار عن طريق تفجير الذرة في فرن ذري او نووي وعندها ينطلق بخار يدور العنفة.
حسنات هذه المحطة :
1.لا تلوث البيئة بالدخان والغازات السامة.
سيئات هذه المحطة :
1.استخدامها قد يؤدي الى تلوث خطير باشعاعات مختلفة (اشعاعات ذات نشاط اشعاعي).
محطة كهرباء :عنفة الغاز :
مصدر الطاقة في هذه المحطة هو الغاز الذي ينطلق من احتراق مواد الوقود هذه الغازات تدور العنفة التي بدورها تدور المولد الذي يتحول الى طاقة كهربائية .
استهلاك الكهرباء :
الكهرباء التي تنتج في محطات توليد الكهرباء تتوزع على مجموعات كبيرة من المستهلكين .مثل الاستهلاك البيتي والتجاري والصناعة وضخ المياه والزراعة والخدمات وكل مجالات الحياة.
*الطاقة الكهربائية لا تُعطى لنا مجانا فكل واحد من المستهلكين يحصل على حساب كهرباء للدفع.لهذا يجب الحرص على استهلاك الكهرباء بالشكل الجيد والصحيح .