«®°·.¸.•°°·.¸.•°™الطاقه™°·.¸.•°°·

[!_ToGoO_MorY_!]

انا بقالى كتير عملتش مواضيع فقولت اما اعمل موضوع حلو كده وكبير :D

وموضوعنا عباره عن جميع مصادر الطاقه من حيث تسميتها وكيفية تكوينها .... الخ

والموضوع ليس منقول من احد المواقع ولكنه مجهود منى

وسوف نبدأ بسم الله




البترول او النفط


مقدمه


النفط أو البترول (كلمة مشتقة من الأصل اللاتيني "بيترا" والذي يعني صخر و"أوليوم" والتي تعني زيت)، ويطلق عليه أيضا الزيت الخام، كما أن له اسم دارج "الذهب الأسود"، وهو عبارة عن سائل كثيف، قابل للاشتعال، بني غامق أو بني مخضر، يوجد في الطبقة العليا من القشرة الأرضية. وأحيانا يسمى نافثا، من اللغة الفارسية ("نافت" أو "نافاتا" والتي تعني قابليته للسريان). وهو يتكون من خليط معقد من الهيدروكربورات، وخاصة من سلسلة الألكانات الثمينة كيميائيا، ولكنه يختلف في مظهره وتركيبه ونقاوته بشدة من مكان لأخر. وهو مصدر من مصادر الطاقة الأولية الهام للغاية إحصائيات الطاقة في العالم، ولكن العالم يحرقه ويستغله في تشغيل السيارات والتمتع برفاهية الحركة وفي إنتاج الطاقة الكهربائية التي يمكن أن تُوّلد بطرق أخرى توفر على البشرية حرق هذا الذهب الأسود القيم كيميائيا. النفط هو المادة الخام لعديد من المنتجات الكيماوية، بما فيها الأسمدة، مبيدات الحشرات، اللدائن وكثير من الأدوات البلاستيك والرقائق والأنابيب والأقمشة والنايلون والحرير الإصطناعي والجلود الاصطناعية والأدوية.



أصل النفط

نشأ النفط خلال العصور الجيولوجية القديمة في الغابات التي كانت متكاثرة في بعض أنحاء الأرض. والعضيات البحرية بلانكتون والنباتات المائية، ووقوع تلك المواد العضوية تحت طبقات من الأرض وزيادة الضغط وتحولت مع مرور ملايين السنين إلى نفط.




تركيب النفط

أثناء عمليات التصفية، يتم فصل الكيماويات المكونة للنفط عن طريق التقطير التجزيئي، وهو عملية فصل تعتمد على نقط الغليان النسبية (أو قابلية التطاير النسبية) للمواد المختلفة الناتجة عن تقطير النفط. وتنتج المنتجات المختلفة بترتيب نقطة غليانها بما فيها الغازت الخفيفة ،مثل: الميثان، الإيثان من طرق الكيمياء التحليلية، تستخدم غالبا في أقسام التحكم في الجودة في مصافي البترول.

ويتكون النفط من الهيدروكربونات، وهذه بدورها تتكون من مركبات عضوية تحتوي على الهيدروجين والكربون. وبعض الأجزاء غير الكربونية مثل النيتروجين والكبريت والأكسجين، وبعض الكميات الضئيلة من الفلزات مثل الفاناديوم أو النيكل، ومثل هذه العناصر لا تتعدى 1% من تركيب النفط.

وأخف أربعة ألكانات هم: ميثان CH4، إيثان C2H6، بروبان C3H8، بوتان C4H10. وهم جميعا غازات. ونقطة غليانهم -161.6 C° و-88 C° و-42 C° و-0.5 C°، بالترتيب (-258.9، -127.5، -43.6، -31.1 F°)

منتجات السلاسل الكربونية C5-7 كلها خفيفة، وتتطاير بسهولة، نافثا نقية. ويتم استخدامهم كمذيبات وسوائل التنظيف الجاف ومنتجات تستخدم في التجفيف السريع الأخرى. أما السلاسل الأكثر تعقيدا من C6H14 إلى C12H26 فهي تكون مختلطة بعضها البعض وتكون البنزين (الجازولين). ويتم صنع الكيروسين من السلاسل الكربونية C10 إلى C15. ثم وقود ديزل وزيت المواقد في المدى من C10 إلى C20. أما زيوت الوقود الأثقل من ذلك فهي تستخدم في محركات السفن. وجميع هذه المركبات النفطية سائلة في درجة حرارة الغرفة.
منتجات التقطير الجزئي للنفط الخام

زيوت التشحيم والشحم شبه الصلب وال فازلين تتراوح من C16 إلى C20.

السلاسل الأعلى من C20 تكون صلبة، بداية من شمع البرافين، ثم بعد ذلك القطران، القار، الأسفلت، وتتواجد هذه المواد الثقيلة في قاع برج التقطير.

يعطي التسلسل التالي مكونات النفط الناتجة بحسب تسلسل درجة غليانها تحت تأثير الضغط الجوي في التقطير التجزيئي بالدرجة المئوية:

* إثير بترول : 40 – 70 C° يستخدم كمذيب
* بنزين خفيف: 60 – 100 C° يستخدم كوقود للسيارات
* بنزين ثقيل: 100- 150 C° يستخدم كوقود للسيارات
* كيروسين خفيف: 120 – 150 C° يستخدم كمذيب ووقود للمنازل
* كيروسين: 150 – 300 C° يستخدم كوقود للمحركات النفاثة
* ديزل: 250 – 350 C° يستخدم كوقود ديزل / وللتسخين
* زيت تشحيم: > 300 C° يستخدم زيت محركات
* الأجزاء الغليظة الباقية: قار، أسفلت، شمع، وقود متبقي.




استخلاص النفط

بصفة عامة فإن المرحلة الأولى في استخلاص الزيت الخام هي حفر بئر ليصل لمستودعات البترول تحت الأرض. وتاريخياً، يوجد بعض أبار النفط في أمريكا وصل النفط فيها للسطح بطريقة طبيعية. ولكن معظم هذه الحقول نفذت، فيما عدا بعض الأماكن المحدودة في ألاسكا. وغالبا ما يتم حفر عديد من الآبار لنفس المستودع، للحصول على معدل استخراج اقتصادي. وفي بعض الآبار يتم ضخ الماء، البخار، أو مخلوط الغازات المختلفة للمستودع لإبقاء معدلات الاستخراج الاقتصادية مستمرة.

وعند زيادة الضغط تحت الأرض في مستودع الغاز بحيث يكون كافيا، عندها يبدأ النفط في الخروج إلى سطح تحت تأثير هذا الضغط. أما الوقود الغازي أو الغاز الطبيعي فغالبا ما يكون متواجدا تحت ضغطه الطبيعي تحت الأرض. في هذه الحالة يكون الضغط كافيا لوضع عدد من الصمامات على رأس البئر لتوصيل البئر بشبكة الأنابيب للتخزين، وعمليات التشغيل. ويسمى هذا استخلاص النفط المبدئى. وتقريبا 20% فقط من النفط في المستودع يمكن استخراجه بهذه الطريقة.

وخلال فترة حياة البئر يقل الضغط، وعندما يقل الضغط إلى حدود معينة لا يكون كافيا لدفع النفط للسطح. عندئذ يتم استخراج الجزء المتبقي في البئر بطرق استخراج النفط الإضافية. ويتم استخدام تقنيات مختلفة في طريقة استخراج النفط الإضافية، لاستخراج النفط من المستودعات التي نفذ ضغطها أو قل. يستخدم أحيانا الضخ بالطلمبات مثل الطلمبات المستمرة، وطلمبة الأعماق الكهربية (electrical submersible pumps ESPs) لرفع الزيت إلى السطح.

وتستخدم تقنية مساعدة لزيادة ضغط المستودع عن طريق حقن الماء أو إعادة حقن الغاز الطبيعي، وهناك من يقوم بحقن الهواء وثاني أكسيد الكربون أو غازات أخرى للمستودع. وتعمل الطريقتان معا المبدئية والإضافية على استخراج ما يقرب من 25 إلى 35% من المستودع.

المرحلة الثالثة في استخراج النفط تعتمد على تقليل كثافة النفط لتعمل على زيادة الإنتاج. وتبدأ هذه المرحلة عندما لا تستطيع كل من الطريقة المبدئة، والطريقة الإضافية على استخراج النفط، ولكن بعد التأكد من جدوى استخدام هذه الطريقة اقتصادياً، وما إذا كان النفط الناتج سيغطي تكاليف الإنتاج والأرباح المتوقعة من البئر. كما يعتمد أيضا على أسعار النفط وقتها، حيث يتم إعادة تشغيل الآبار التي قد تكون توقفت عن العمل في حالة ارتفاع أسعار النفط. طرق استخراج النفط المحسن حرارياً (Thermally-enhanced oil recovery methods TEOR) هي الطريقة الثالثة في ترتيب استخراج النفط، والتي تعتمد على تسخين النفط وجعله أسهل للاستخراج. حقن البخار هي أكثر التقنيات استخداماً في هذه الطريقة، وغالبا مع تتم (TEOR) عن طريق التوليد المزدوج. وفكرة عمل التوليد المزدوج هي استخدم تربينة (توربينة) غاز لإنتاج الكهرباء واستخدام الحرارة المفقودة الناتجة عنها لإنتاج البخار، الذي يتم حقنه للمستودع. وهذه الطريقة تستخدم بكثرة لزيادة إنتاج النفط في وادى سانت واكين، الذي يحتوى على نفط كثافته عالية، والذي يمثل تقريبا 10% من إنتاج الولايات المتحدة. وهناك تقنية أخرى تستخدم في طريقة (TEOR)، وهي الحرق في-الموضع، وفيها يتم إحراق النفط لتسخين النفط المحيط به. وأحيانا يتم استخدام المنظفات لتقليل كثافة النفط. ويتم استخراج ما يقرب من 5 إلى 15% من النفط في هذه المرحلة.




طرق أخرى لإنتاج النفط

نظرا للزيادة المستمرة في أسعار النفط، أصبحت الطرق الأخرى لإنتاج النفط محل اهتمام. وأصلح هذه الأفكار هو تحويل الفحم إلى نفط والتي تهدف إلى تحويل الفحم إلى زيت خام. وكان هذا التصور الريادي من الألمان عندما توقف استيراد النفط في الحرب العالمية الثانية ووجدت ألمانيا طريقة لاستخلاص النفط من الفحم. وكانت تعرف "إرزاتز" ("الاستبدال" باللغة الألمانية)، ويقدر أن نصف النفط المستخدم في ألمانيا أثناء الحرب العالمية الثانية كان بهذه الطريقة. وتوقفت هذه الطريقة بعد ذلك نظرا لأن تكاليف إنتاج النفط الطبيعي أو استيراده أقل منها بكثير. ولكن بالنظر إلى ارتفاع أسعار النفط المستمر، فإن تحويل الفحم إلى نفط قد يكون محل تفكير.

وتتضمن الطريقة تحويل رماد الفحم إلى نفط في عملية متعددة المراحل. ونظرياً فإن طنا من الفحم ينتج تقريبا 200 لتر من النفط الخام، بمنتجات تتراوح من القار إلى الكيماويات الخفيفة النادرة.




تاريخ النفط

تم حفر أول بئر للنفط في بوحجار في القرن الرابع الميلادي أو قبل ذلك. وكان يتم إحراق النفط لتبخير الماء المالح لإنتاج الملح. وبحلول القرن العاشر، تم استخدام أنابيب الخيزران لتوصيل الأنابيب لمنابع المياه المالحة.

في القرن الثامن الميلادي، كان يتم رصف الطرق الجديدة في بغداد باستخدام القار، الذي كان يتم إحضاره من من ترشحات النفط في هذه المنطقة. في القرن التاسع الميلادي، بدأت حقول النفط في باكو، أذربيجان بإنتاج النفط بطريقة اقتصادية لأول مرة. وكان يتم حفر هذه الحقول للحصول على النفط، وتم وصف ذلك بمعرفة الجغرافي ماسودي في القرن العاشر الميلادي، وأيضا ماركو بولو في القرن الثالث عشر الميلادي، الذي وصف النفط الخارج من هذه الآبار بقوله أنها مثل حمولة مئات السفن.


ويبدأ التاريخ الحديث للنفط في عام 1853، باكتشاف عملية تقطير النفط. فقد تم تقطير النفط والحصول منه على الكيروسين بمعرفة إجناسى لوكاسفيز، وهو عالم بولندي. وكان أول منجم نفط صخري يتم إنشائه في بوربكا، بالقرب من كروسنو في جنوب بولندا، وفي العام التالي تم بناء أول معمل تكرير (في الحقيقة تقطير) في يولازوفايز وكان أيضا عن طريق لوكاسفيز. وإنتشرت هذه الاكتشافات سريعا في العالم، وقام ميرزوف ببناء أول معمل تقطير في روسيا في حقل النفط الطبيعي في باكو في عام 1861.

وبدأت صناعة النفط الأمريكية باكتشاف إيدوين دريك للزيت في عام 1859، بالقرب من تيتوسفيل - بنسلفانيا. وكان نمو هذه الصناعة بطيء نوعا ما في القرن الثامن عشر الميلادي. وكانت محكومة بالمتطلبات المحدودة للكيروسين ومصابيح الزيت. وأصبحت مسألة اهتمام قومية في بداية القرن العشرين عند اختراع محركات الإحتراق الداخلية مما أدى إلى زيادة طلب الصناعة بصفة عامة على النفط. وقد أستنفذ الستهلاك المستمر الاكتشافات الأولى في أمريكا في بنسلفانيا وأونتاريو مما أدى إلى "أزمة نفط " في تكساس وأوكلاهوما وكاليفورنيا.

وبالإضافة إلى ما تم ذكره، فإنه بحلول عام 1910 تم اكتشاف حقول نفط كبيرة في كندا، جزر الهند الشرقية، إيران وفينزويلا، المكسيك، وتم تطويرهم لاستغلالها صناعياً.

وبالرغم من ذلك حتى في عام 1955 كان الفحم أشهر أنواع الوقود في العالم، وبدأ النفط أخذ مكانته بعد ذلك. وبعد أزمة طاقة 1973 وأزمة طاقة 1979 ركزت الحكومات على وسائل تغطية إمدادات الطاقة. فلجأت بلاد مثل ألمانيا وفرنسا إلى إنتاج الطاقة الكهربية بواسطة المفاعلات النووية حتي أن 70 % من إنتاج الكهرباء في فرنسا أصبح من الفاعلات النووية. كما أدت أزمة الطاقة إلى إلقاء الضوء على أن النفط مادة محدودة ويمكن أن تنفذ، على الأقل كمصدر طاقة اقتصادي. وفي الوقت الحالي فإن أكثر التوقعات الشائعة مفزعة من ناحية محدودية الاحتياطي المخزون من النفط في العالم. ويظل مستقبل البترول كوقود محل جدل. وأفادت الأخبار في الولايات المتحدة ي عام (2004) أنه يوجد ما يعادل استخدام 40 سنة من النفط في باطن الأرض. وقد يجادل البعض لأن كمية النفط الموجودة محدودة. ويوجد جدل أخر بأن التقنيات الحديثة ستستمر في إنتاج الهيدروكربونات الرخيصة وأن الأرض تحتوي على مقدر ضخم من النفط غير التقليدي مخزون على هيئة نفط رملي وحقول بيتومين، زيت طفلي وهذا سيسمح باستمرار استخدام النفط لفترة كبيرة من الزمن.

وحاليا فإنه تقريبا 90% من إحتياجات السيارات للوقود يتم الوفاء بها عن طريق النفط. ويشكل النفط تقريبا 40% من الاستهلاك الكلي للطاقة في الولايات المتحدة، ولكنه يشكل تقريبا 2% فقط في توليد الكهرباء. وقيمة النفط تكمن في إمكانية نقله، وكمية الطاقة الكبيرة الموجودة فيه، والتي تكون مصدر لمعظم المركبات، وكمادة أساسية في لعديد من الصناعات الكيمياوية، مما يجعله من أهم السلع في العالم. وكان الوصول للنفط سبباً في كثير من التشابكات العسكرية، بما فيها الحرب العالمية الثانية حرب العراق وإيران. وتقريبا 80% من مخزون العالم للنفط يتواجد في الشرق الأوسط، وتقريبا 62.5 % منه في الخمس دول: المملكة العربية السعودية، الإمارات العربية المتحدة، العراق، الكويت، إيران. بينما تمتلك أمريكا 3% فقط.




التأثيرات البيئية للنفط

للنفط تأثير ملحوظ على الناحية البيئية والإجتماعية، وذلك من الحوادث والنشاطات الروتينية التي تصاحب إنتاجه وتشغيله، مثل الإنفجارات الزلزالية أثناء إنتاجه والحفر، تولد النفايات الملوثة. كما أن استخراج البترول عملية مكلفة وأحيانا ضارة بالبيئة، بالرغم من أن (جون هنت من وودز هول) أشار في عام 1981 إلى أن أكثر من 70% من الإحتياطي العالمي لا يستلزم الإضرار بالبيئة لاستخراجه، وعديد من حقول النفط تم العثور عليها نتيجة للتسريب الطبيعي. في نفس الوقت يزعج استخراج النفط بالقرب من الشواطيء الكائنات البحرية الحية ويؤثر على بيئتها. كما أن استخراج النفط قد يتضمن الكسح، الذي يحرك قاع البحر، مما يقتل النباتات البحرية التي تحتاجها الكائنات البحرية للحياة. كذلك نفايات الزيت الخام والوقود المقطر التي تنتشر من حوادث ناقلات البترول تؤثر بطريقة كارثية على بيئة الكائنات الحية المهددة بالموت والفناء في ألاسكا، وجزر جالاباجوس وأسبانيا، وعديد من الأماكن الأخرى.

ومثل أنواع الوقود الحفري الأخرى، يتسبب حرق النفط في انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وهو ما يساهم في ظاهرة الإنحباس الحراري. وبوحدات الطاقة فإن النفط ينتج كميات CO 2 أقل من الفحم، ولكن أكثر من الغاز الطبيعي. ونظرا للدور الرئيسي للنفط والبنزين في النقل الشخصي والعام، فإن تخفيض إنبعاثات CO 2 تعتبر من المسائل الشائكة في استخدامه. وتجرى مصانع السيارات بحوثا لتحسين كفاءة محركات السيارات، كما هناك أفكار لاحتجاز ذلك الغاز الناتج من المحطات الكهربائية وضخها تحت الأرض.

البدائل هي مصادر الطاقة المتجددة وهي موجودة بالفعل، وإن كانت نسبة هذا الاستبدال لا تزال صغيرة. الشمس، وطاقة الرياح والمصادر المتجددة الأخرى تأثيراتها على البيئة أقل من النفط. ويمكن لهذه المصادر استبدال النفط في الاستخدامات التي لا تتطلب كميات طاقة ضخمة، مثل تدفئة المساكن وأجهزة تكييف الهواء في البيوت واستخدام خلية الوقود التي تعمل بالهيدروجين لتحريك السيارات. ويجب تصميم المعدات الأخرى لتعمل باستخدام الكهرباء (المخزونة في البطاريات أو الهيدروجين عن طريق خلايا الوقود). كما أن هناك خيارات أخرى تتضمن استخدام الوقود السائل الذي له أصل حيوي (إيثانول، الديزل الحيوي).




مستقبل النفط

المقالة الرئيسية: قمة هوبرت

نظرية قمة هوبرت، تعرف أيضا باسم قمة نفط، وهي محل خلاف فيما يخص الإنتاج والاستهلاك طويل المدى للنفط وأنواع الوقود الحفرية الأخرى. وتفترض أن مخزون النفط غير متجدد، وتتوقع ان إنتاج النفط المستقبلي في العالم يجب حتما أن يصل إلى قمة ثم ينحدربعدها ظرا لاستمرار استنفاذ مخزون النفط. وهناك كثير من الجدل حول ما إذا كان الإنتاج أو بيانات الاكتشاف السابقة يمكن أن تستخدم في توقع القمة المستقبلية.

ويمكن اعتبار الموضوع ذو قيمة عند النظر لمناطق مفرة أو بالنظر للعالم ككل. فقد لاحظ إم. كينج هوبرت أن الاكتشافات في الولايات المتحدة وصلت لقمة في الثلاثينيات من القرن العشرين، وعلى هذا فقد توقع وصول الإنتاج إلى قمته في السبعينيات من القرن العشري. وإتضح أن توقعاته صحيحة، وبعد وصول الولايات المتحدة لقمة الإنتاج في عام 1971 – بدأت في فقدان السعة الإنتاجية – وقد استطاعت الأوبك وقتها الحفاظ على أسعار النفط مما أدى لأزمة النفط عام 1973 م. ومنذ هذا الوقت وصلت مناطق عديدة لقممها الإنتاجية، فمثلا بحر الشمال في التسعينيات من القرن العشرين. وقد اكدت الصين أن 2 من أكبر مناطق الإنتاج لديها بدأت في الإنحدار، كما أعلنت الشركية القومية لإنتاج النفط بالمكسيك أن حقل كانتاريل يتوقع أن يصل لقمة إنتاجه عام 2006، ثم يكون معدل انحداره 14% سنويا.

ولأسباب عديدة (يمكن أن يكون عدم الشفافية في الإبلاغ عن المخزون الحقيقي في العالم) من الصعب توقع قمة النفط في أي منطقة بالعالم. بناءا على بيانات الإنتاج المتاحة، وقد توقع المناصرين لهذه النظرية سابقا بتوقع قمة العالم ككل لتحدث في الفترة ما بين 1989–1995 أو 1995–2000. وعموما فإن هذه المعلومات المتوقعة كانت قبل الارتداد في الإنتاج الذي حدث في بداية الثمانينيات من القرن العشرين وما تبعه من تقليل الاستهلاك العالمي، وهو التأثير الذي يمكن أن يكون السبب في تأخر قمة النفط النى كانت متوقعة. ويوجد توقع جديد بمعرفة جولدمان ساكس بحلول قمة النفط عام 2007، وبعدها بوقت ما للغاز الطبيعي.

وأحد المؤشرات هو النقص الكبير في مشاريع الزيت الجديدة منذ عام 2005 والتي تفترض أن يبدأ الإنتاج عام 2008 وما بعدها. وحيث ان مشروع بترولي جديد يتطلب أكثر من 4–6 سنوات حتي بدء الإنتاج للسوق، فإنه من المستبعد أن يتم تعويض هذا النقص.


هل يكون هناك نفط سنة 2050 ؟

وتيرة الاستهلاك الحالي والتي تقدر بــ 3.5 مليار طن سنويا تعمل على نضوب معظم الآبار النفطية في العالم ما عدا الدول العربية حيث من المتوقع أن تنتج البترول كما في حالة الكويت حتي عام 2100. ولكن ممن الواضح أيضا أن نضوب النفظ في بلاد كثيرة مثل الولايات المتحدة واسكتلندا والنرويج خلال الثلاثين سنة القادمة ستزيد صراع الدول الصناعية على استفرادها ببترول الشرق الأوسط، وسيعمل هذا الصراع على ارتفاع اسعار البترول مما يعود على المنتجين بالخير إلا أن الصراع قد يؤدي في نفس الوقت إلى القلقلة السياسية والاجتماعية في تلك البلدان بسبب التدخل الاجنبي.

إنها حقاً لخسارة كبيرة للناس أن يستهلك الإنسان ما تولد في الأرض عبر مئات ملايين السنين عن طريق حرق ذلك الناتج القيم. فالبترول في المقام الأول مادة كيميائية مفيدة قابلة للتحويل إلى مواد أخرى قيمة ونافعة مثل الأسمدة وصناعة الدواء والبلاستيك ومقاومة الحشرات والأوبئة والأقمشة والحرير والجلود الصناعية. ولا يمكن للمصانع الكيميائية تعويضه بتلك الغزارة فهو المادة الأولية لتلك الصناعات، ولكننا نحن البشر سنجهز عن طريق الحرق على هذه الثروة (الكيميائية) القيمة المخزونة تحت الأرض خلال فترة أقل من قرنين اثنين من تاريخ العالم. علينا أن نعمل على إيقاف هذا التبذير وهذا الجنان البشري، وذلك برفع سعر النفط والاستفادة بحق بثروتنا المخزونة.



تصنيف النفط

تصنف الصناعات النفطية خام النفط طبقا لمكان المنشأ (مثلا وسيط غرب تكساس، أو برنت) وغالباً عن طريق وزنه النوعي API (American Petroleum Institute API). أو عن طريق كثافته(خفيفK. متوسط، ثقيل)، كما أن من يقومون بعمليات التكرير يطلقوا عليه "حلو أو مسكر" عند وجود كميات قليلة من الكبريت فيه، أو "مر" مما يعني وجود كميات كبيرة من الكبريت، ويتطلب مزيد من التقطير للحصول على المواصفات القياسية للإنتاج.

الوحدات العالمية للبرميل هي:

* مزيج برنت يحتوى على 15 نوع من الزيت من حقول برنت ونظام نينيان بحوض شيتلاند الشرقي. وبصفة عامة فإن إنتاج النفط من أوروبا، أفريقيا، الشرق الأوسط يتجاوز الحدود الغربية التي تسعى لتحديد أسعار النفط، مما يؤدى إلى تصنيفها طبقا لعلامة استرشادية. شاهد أيضا خام برنت.
* وسيط غرب تكساس "دبليو تي أي" (West Texas Intermediate WTI) لزيت شمال أمريكا.
* تستخدم دبي كعلامة استرشادية لمنطقة أسيا-الباسيفيك لزيت الشرق الأوسط.
* تابيس من ماليزيا، يستخدم كمرجع للنفط الخفيف في منطقة الشرق الأقصى.
* ميناس من أندونيسيا، يستخدم كمرجع للنفط الثقيل في منطقة الشرق الأقصى.

وتتكون سلة الأوبك من:

* النفط الخفيف المملكة العربية السعودية
* بونى نفط خفيف نيجيريا
* فاتح دبي
* اسمس المكسيك (لا يتبع أوبك)
* ميناس إندونيسيا
* مزيج شهران الجزائر
* تيا جوانا لايت فينزويلا

وتحاول الأوبك إبقاء سعر سلة الأوبك بين الحدود العليا والدنيا، بزيادة أو تقليل الإنتاج. وهذا يجعل من تحليلات السوق عامل في غاية الأهمية. وتشمل سلة الأوبك مزيج من نفط الخام الثقيل والخفيف، وهي أثقل من برنت، دبليو تي أي.




تقييم أسعار النفط

تقدر مكاسب شركة إكسون موبيل Exxon Mobile في عام 2007 بما يزيد عن 40 مليار دولار. نشر ذلك في المجلة الألمانية ADAC Motorwelt، عدد أغسطس 2009.
سعر النفط الخام العالمي من ١٨6١ إلى ٢٠٠7. اللون الأزرق هو السعر الرقمي. اللون الأصفر هو السعر بعد حساب نسبة التضخم والقيمة الحقيقية

المرجع في سعر النفط غالبا ما يرجع إلى السعر الوقتي لإما سعر (دبليو. تي. أي- الخام الخفيف) في بورصة نيويورك (New York Mercantile Exchange NYMEX) لتسليمات كوشينج أوكلاهوما، أو سعر البرنت في بورصة البترول العالمية (International Petroleum Exchange IPE) لتسليمات سولوم فو. سعر برميل النفط يعتمد بشدة على درجته (والتي تحدد بعوامل مثل الثقل النوعي أو API، ومحتواه من الكبريت) وموقعه. الأغلبية العظمى من النفط لا يتم الاتجار بها في البورصة ولكن عن طريق التعامل المباشر بين السماسرة (Over-the-counter trading)، وغالبا ما يتم هذا قياسا على نقطة مرجعية للنفط الخام تم تقييمها عن طريق وكالة التسعير بلاتس. فمثلا يوجد في أوروبا درجة معينة من النفط، ولتكن فولمار، يمكن أن تباع بسعر "برنت + 0.25 دولار للبرميل). وتزعم (IPE) أن 65% من التعاملات في سوق النفط تتم بدون الرجوع لتقييمها لخام البرنت. كما أن هناك تقيمات أخرى مهمة منها دبي، تابيس ، وسلة الأوبك. وتستخدم إدارة معلومات الطاقة بالولايات المتحدة السعر المتوسط لكل أنواع النفط الوارد إلى الولايات المتحدة "كسعر النفط العالمي".

وهناك زعم بأن الأوبك تقوم بتسعير النفط والسعر الحقيقي للبرميل تقريبا حول 2.0 دولار أمريكي، وهو ما يعادل قيمة استخراجه في الشرق الأوسط. وهذه التقديرات لسعر البرميل تتجاهل سعر التنقيب وسعر تطوير مستودعات النفط. علاوة على ذلك تكلفة الإنتاج أيضا عامل يجب أن يؤخذ في الإعتبار، ليس على أساس إنتاج أرخص برميل ولكن بناءاً على تكلفة إنتاج البرميل المختلط. وتقليل إنتاج الأوبك إدى لتطور الإنتاج في مناطق الإنتاج ذات التكلفة الأعلى مثل بحر الشمال، وذلك قبل استنفاذ المخزون الموجود بالشرق الأوسط. ومما لاشك فيه أن للأوبك قوة بالغة. فبالنظر بصفة عامة فإن الاستثمارات في هذا المجال مكلفة للغاية وبئية تقليل الإنتاج في أوئل التسعينات من القرن العشرين أدت إلى تقليل الاستثمارات التي يتم ضخها لمجال إنتاج النفط. وذلك بدوره أدى إلى سباق ارتفاع الأسعار في الفترة ما بين 2003-2005، ولم تستطيع الأوبك بسعة إنتاجها الكلية الحفاظ على ثبات الأسعار.
أسعار البنزين في مايو 2008 في محطة للوقود خارج بايكرسفيلد، كاليفورنيا

تعتمد الطلبات على النفط بشدة على الظروف الاقتصادية في العالم، وهذا أيضا عامل أساسي في تحديد أسعار النفط. بعض رجال الاقتصاد أرجعوا قلة معدل النمو العالمي إلى زيادة أسعار النفط، وهذا يعني أن العلاقة بين سعر النفط والنمو العالمي ليست ثابتة بطريقة محددة، بالرغم من أن ارتفاع سعر النفط غالباً ما يعرف على أنه كظاهرة متأخرة تحدث في أخر الدورة.

تم الوصول إلى نقطة أسعار منخفضة في يناير عام 1999، بعد زيادة الإنتاج في العراق مقترنا مع الأزمة الاقتصادية التي حدثت في أسيا مما أدى لإنخفاض الطلب على النفط. ثم زادت الأسعار بعد ذلك بطريقة كبيرة، حتى أنها تضاعفت بحلول سبتمبر عام 2000، ثم بدأت في الهبوط بحلول أواخر عام 2001، ثم زيادة بمعدل ثابت حتى وصل سعر البرميل من 40 دولار أمريكي إلى 50 دولار أمريكي بحلول سبتمبر عام 2004 (شاهد [2]). وفي أكتوبر عام 2004، تعدى سعر تسليمات الخام الخفيف في نوفمبر تقديرات بورصة نيويورك ووصل إلى 53 دولار أمريكي للبرميل، ولتسليمات ديسمبر وصل 55 دولار أمريكي، ثم بدأ سباق الأسعار لزيادة الطلب على البنزين والديزل والقلق الموجود وقتها من عدم مقدرة المصافي على العمل بصورة منتظمة. وظل هذا الإتجاه مستمرا حتى أوائل أغسطس عام 2005، حيث تتوقع بورصة نيويورك أن مستقبل أسعار النفط الخام سيتعدى 65 دولار أمريكي، في حالة بقاء الطلب على البنزين بغض النظر عن السعر.

تقوم بورصة نيويورك بالاتجار في النفط الخام (متضمنة العقود المستقبلية) وهي الأساس في تقييم أسعار النفط الخام في الولايات المتحدة خلال بورصة غرب تكساس الوسيطة (West Texas Intermediate WTI). وهناك بعض البورصات أيضا تتعامل في عقود النفط المستقبلية. مثال بورصة البترول الدولية (International Petroleum Exchange IPE) في لندن، ويتم التعامل على خام البرنت.

شاهد أيضا تاريخ وتحليلات أسعار خام البترول


أزمة النفط عام 2008

ارتفعت اسعار النفط بشكل جنوني بنهاية عام 2007 حيث كسرت حواجز قياسية أستمرت في الصعود من 60 دولار للبرميل في 2007 وفي بداية 2008 كسر حاجز ال80 دولار وفي شهر مارس كسر حاجز ال100 دولار للمرة الأولى ووصل إلى أعلى مستوياته في التاريخ في شهر يوليو من سنة 2008 والذي كان حوالي 147.27 دولار للبرميل لكنه سرعان ما اتجه السعر نحو الهبوط وذلك بسبب المخاوف على الطلب العالمي بسبب الركود الاقتصادي العالمي والذي كان سببه أزمة الرهن العقاري في شهر أكتوبر من عام 2008. وصل النفط إلى 60 دولار للبرميل أدنى مستوى منذ أكثر من عام حيث يعتبر أكتوبر أسوأ شهر للنفط حيث خسر حوالي 32% من قيمته في أكتوبر فقط.





وهذه بعض الفديوهات للنفط

فديو مضحك
عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]



عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]


عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]



ها وقد انتهينا من اول جزء من الطاقه وهو البترول

ونلتقى بعد لما اجى من دروسى :D



يتبع

[!_ToGoO_MorY_!]

عدنا من الفاصل :ANSmile32::ANSmile32:





كما تابعنا الموضوع الاول مع انى اساسا محدش قراه :ANSmile32::ANSmile32:

نأتى الى اهم مصادر الطاقه الا وهو الغاز الطبيعي





غاز طبيعي

الغاز الطبيعي أحد مصادر الطاقة البديلة عن النفط من المحروقات عالية الكفاءة قليلة الكلفة قليلة الانبعاثات الملوثة للبيئة. الغاز الطبيعي مورد طاقة أوليّة مهمة للصناعة الكيماوية .

الغاز الطبيعي يمثل عنصرا حيويا من إمدادات العالم من الطاقة. انها واحدة من أنظف ، والأكثر أمانا ، وأكثر فائدة من جميع مصادر الطاقة. على الرغم من أهميته ، إلا أن هناك العديد من المفاهيم الخاطئة عن الغاز الطبيعي. على سبيل المثال ، فإن كلمة 'غاز' نفسها مجموعة متنوعة من الاستخدامات المختلفة ، والمعاني.عندما نحن لدينا وقود السيارات . عندما نملأ السيارة بالوقود, فنحن نضع فيها الجازولين أو البنزين ، فإن البنزين الذي يذهب الى السيارة ،هو من الوقود الأحفوري نفسه ، مختلف جدا من الغاز الطبيعي. و'الغاز' الذى نستخدمه في الشواء العامل المشترك هو في الواقع البروبان ، والذى ، وإن كان مرتبطا ارتباطا وثيقا ، ويوجد عادة في الغاز الطبيعي ، وليس حقا للغاز الطبيعي في حد ذاته. بينما يشيع في تجميع مع أنواع الوقود الأحفوري وغيرها من مصادر الطاقة ، وهناك العديد من الخصائص من الغاز الطبيعي التي تجعلها فريدة من نوعها. أقل قليلا من المعلومات الأساسية عن الغاز الطبيعي ، ما هو بالضبط ، وكيف يتكون ، وكيف وجد في الطبيعة.



ماهو الغاز الطبيعى?

الغاز الطبيعي, فى حد ذاته, قد يعتبر الغاز موضوعا غير مسلى - إنه عديم اللون, و الشكل, ولا رائحة له فى صورته النقية. إنه غير ممتع بالمرة - إلا أن الغاز الطبيعي هو قابل للاحتراق ، وعندما يحترق فإنه يعطي قدرا كبيرا من الطاقة. خلافا لبقية أنواع الوقود الحفري ، إلا أن الغاز الطبيعي هو هو أيضا نظيف وعند حرقه تنبعث منه مستويات أدنى من مركبات يحتمل أن تكون ضارة في الهواء. نحن بحاجة للطاقة باستمرار ، لتدفئة منازلنا ، وطهي طعامنا ، وتوليد الكهرباء لدينا. هذه هى حاجتنا من الطاقة , ولذلك إرتقى الغاز الطبيعي لمثل هذا المستوى من الأهمية في مجتمعنا وفي حياتنا.

الغاز الطبيعي هو خليط من الغازات القابلة للاحتراق المواد الهيدروكربونية. في حين أن الغاز الطبيعي يتكون أساسا من الميثان ، كما يمكن أن تشمل الإيثان والبروبان والبوتان والبنتان. تكوين الغاز الطبيعي يمكن أن تتفاوت على نطاق واسع ، ولكن أدناه رسما بيانيا يبين التركيبة النموذجية للغاز الطبيعي قبل أن يتم صقلها



التركيب الكيماوي

المكون الرئيسي للغاز الطبيعي هو الميثان (CH4), أقصر وأخف جزيء هيدروكربون. ويحتوي أيضاً على هيدروكربونات غازية أثقل مثل إيثان (C2H6), پروپان (C3H8) والبيوتان (C4H10), وكذلك غازات أخرى محتوية على الكبريت, بكميات متفاوتة, انظر أيضاً مكثف الغاز الطبيعي. الغاز الطبيعي المحتوي على هيدروكربونات غير الميثان يسمى غاز طبيعي مبتل. الغاز الطبيعي المحتوي فقط على الميثان يسمى غاز طبيعي جاف.
المكوّن % الوزن
ميثان (CH4) 70-90
إيثان (C2H6) 5-15
پروپان (C3H8) و بيوتان (C4H10) < 5
CO2, N2, H2S, إلخ. الباقي

النيتروجين والهليوم, ثاني اكسيد الكربون وكميات طفيفة من كبريتيد الهيدروجين والماء وodorants يمكن تواجدهم [1]. ويمكن أن يحتوي الغاز الطبيعي أيضاً على الهليوم وهو مصدر رئيسي في السوق له.

ويتواجد الزئبق بكميات صغيرة في الغاز الطبيعي المستخرج من بعض الحقول[2]. التركيبة الدقيقة للغاز الطبيعي تتغير من حقل غاز إلى آخر.

تصنيف الغازات الطبيعيةنص مائل - مقدمة: يشكل تركيب الغاز الطبيعي العامل الرئيسي الأول المؤثر على سلوكيته عند تغيرات الضغط و درجة الحرارة، لذلك تمثل المعرفة الكاملة و الصحيحة لهذا التركيب المرحلة الأولى و الأهم في كل العمليات المرافقة للصناعة الغازية. فالغاز الطبيعي (Natural Gas) بالتعريف هو مزيج من مركبات هيدروكربونية بارافينية خفيفة (ألكانات)، يوجد في حالة غازية عند الشروط النظامية من الضغط و درجة الحرارة، و يشمل على نسبة عالية من غاز الميتان ( ) بالإضافة إلى كميات متفاوتة من الإيتان ( ) و البروبان ( ) و البوتان ( ) ومركبات هيدروكربونية أثقل ( ) و يمكن أن يحتوي على كميات ضئيلة من غاز ثنائي أوكسيد الكربون ( ) وغاز الآزوت ( ) و غاز كبريت الهيدروجين ( ). يبين الجدول (1.1) التركيب الكيميائي النموذجي للغاز الطبيعي.

يختلف تركيب الغازات الطبيعية عن بعضها البعض اختلافاً ملحوظاً من حقل إلى آخر سواء من جهة عدد العناصر الهيدروكربونية و غير الهيدروكربونية أو من جهة تركيز العناصر الداخلة في تركيبها (كماً و نوعاً) و ذلك نتيجة لتفاوت أعماق توضع الطبقات المنتجة لها و بالتالي نتيجة لاختلاف ظروف و شروط إنتاجها. و بالنتيجة يمكن أن تندرج جميع المركبات الهيدروكربونية التي تتمتع بالصفات التالية في عداد الغازات الطبيعية: • الكثافة ( ). • الكثافة النسبية ( ). • حدود الانفجار ( ). • حرارة الاشتعال ( ).



- تصنيف الغازات الطبيعية:

تصنف العناصر الداخلة في تركيب الغازات الطبيعية تبعاً لحالتها الفيزيائية إلى ما يلي: 1. الميتان ( )،و الإيتان ( )،و الإتيلين ( )،عبارة عن غازات حقيقية في الشروط النظامية ( ). 2. البروبان ( )، البروبيلين ( )،و الأيزوبوتان( )، والبوتان النظامي ( )،و البوتلين ( )، عبارة عن أبخرة في الشروط النظامية، كما و عند ارتفاع الضغط توجد بحالة سائلة، وهي تندرج عادة في عداد الغازات الهيدروكربونية المسيلة. 3. المركبات الهيدروكربونية الأثقل من البوتان، ابتداء من الأيزوبنتان ( ) حيث ( ) توجد بحالة سائلة في الشروط النظامية وهي تدخل في تركيب قطفات النفط الثقيلة.أما المركبات الهيدروكربونية التي تشمل جزيئتها على (18) ذرة كربون أو أكثر و الواقعة في سلسلة واحدة فتوجد بحالة صلبة في الشروط النظامية.

- أشكال تواجد الغاز الطبيعي:

يتواجد الغاز الطبيعي بعدة أشكال: 1. غازات حرة (Non-Associated Gases): و تعرف أحياناً بالغازات غير المرافقة و يطلق عليها غالباً في الصناعة الغازية اسم الغازات الطبيعية وهي عبارة عن مركبات هيدروكربونية، توجد على شكل غازات حرة في الشروط الابتدائية للمكمن الغازي (الضغط الابتدائي، درجة الحرارة الابتدائية) حيث يشكل غاز الميتان النسبة العظمى في تركيب هذا النوع من الغازات ( ) في حين تساهم المركبات الهيدروكربونية ( ) بنسبة ضئيلة جداً في تركيبها، ويمكن لهذا النوع من الغازات أن تحتوي على كميات ضئيلة من غاز ثنائي أوكسيد الكربون ( ) وغاز الآزوت ( ) و غاز كبريت الهيدروجين ( )، و تقسم الغازات الحرة بدورها إلى نوعين: • جافة (Dry): و تتألف بشكل رئيسي من الميتان مع كميات قليلة من الإيتان. • رطبة (Wet): حيث تحتوي على كميات كبيرة من الفحوم الهيدروجينية الأثقل من الميتان.


2. غازات مرافقة (Associated Gases): و يطلق عليها أحياناً غازات القبعة الغازية وهي عبارة عن مركبات هيدروكربونية ( ) توجد على شكل غازات حرة في الشروط الابتدائية للمكمن من ضغط وحرارة و تتواجد في المكامن النفطية على شكل قبعة فوق النفط. 3. غازات منحلة (Dissolved Gases): هي عبارة عن مركبات هيدروكربونية غازية منحلة في النفط عند الشروط الابتدائية للمكمن النفطي، إذ تشكل المركبات الهيدروكربونية البارافينية (ميتان - إيتان - بروبان و مركبات أثقل) المكونات الرئيسية لهذا النوع من الغازات، و ينفصل هذا الغاز عن النفط نتيجة لانخفاض الضغط عن ضغط الإشباع عند خروج المزيج (نفط - غاز) إلى سطح الأرض، و يعتمد تركيب هذا الغاز بشكل رئيسي على: • شروط فصل الغاز من النفط. • التركيب الكيميائي للنفط المنتج.


1.3- أنواع الغازات الصناعية و التجارية: تطورت صناعة الغاز الطبيعي في منتصف القرن العشرين تطوراً ملحوظاً و سريعاً في معظم دول العالم الغنية بالمكامن الغازية، و ذلك نتيجة للأسباب و المبررات التالية: • تلبية حاجات الاستهلاك الأعظمي للنمو السكاني المتزايد. • اعتماد الصناعات البتروكيميائية و صناعة الأسمدة و محطات توليد الطاقة الكهربائية في السنوات العشرة الأخيرة على الغاز الطبيعي كمادة أولية. • تطور تقنيات تخزين و توزيع الغاز الطبيعي. • تطور عمليات المعالجة للحصول على الغازات الطبيعية المسالة (LNG) ذات القيمة الهامة اقتصادياً. و بناء على ما سبق يمكن تصنيف العناصر الداخلة في تركيب الغاز الطبيعي من وجهة النظر الصناعية و التجارية، إلى الأنواع التالية: 1. الغازات الخاملة (Inert Gas): و هي بالتعريف الغازات التي لا يمكن أن تتفاعل كيميائياً مع الوسط المحيط، ويشكل عملياً غازي الآزوت و الهليوم أحد أهم الغازات الخاملة الداخلة في تركيب الغازات الطبيعية. 2. الغازات الحامضية (Acid Gas): و أهمها غازي كبريت الهيدروجين و ثنائي أوكسيد الكربون. 3. سوائل الغاز الطبيعي (Natural Gas Liquids): وهي تلك المركبات الهيدروكربونية المنزوعة على السطح إما في الوحدات الحقلية أو في وحدات المعالجة الرئيسية و تشمل: الإيتان، البروبان، البوتان، و الغازولين الطبيعي، ويرمز لها عادة بـ (NGL). 4. الغازات الطبيعية المسالة (Liquefied Natural Gas): و هي بالتعريف المركبات الهيدروكربونية الخفيفة التي يمكن أن تتميع، حيث يشكل غاز الميتان النسبة العظمى فيها، و يرمز له عادة بـ (LNG). 5. الغازات النفطية المسالة (Liquefied Petroleum Gas): و يشكل غازي البروبان و البوتان (الموجودان بشكل منفصل أو على شكل مزيج غازي) النسبة العظمى في تركيبها، حيث تحافظ هذه الغازات على طورها السائل تحت ضغط معين في أوعية مغلقة، و يرمز له عادة بـ (LPG) أو (LP-Gas). 6. الغازولين الطبيعي (Natural Gasoline): وهو مزيج من البنتان ومركبات هيدروكربونية أثقل و التي يمكن انتزاعها من الغاز الطبيعي. 7. المتكاثفات (Condensate): و هي عبارة عن المركبات الهيدروكربونية السائلة المفصولة عن الغازات الطبيعية عند انتقال التيار الغازي من المكمن إلى وحدات الفصل السطحية و ذلك نتيجة لتغيرات شروط الضغط ودرجة الحرارة. - استعمال الغاز الطبيعي: يعتبر الغاز الطبيعي في الوقت الراهن الوقود المثالي (Ideal Fuel) للأسباب التالية: • توفره بكميات كبيرة جداً. • تمتعه بتركيب كيميائي بسيط نسبياً و بطاقة حرارية عالية. • يتطلب عمليات معالجة بسيطة جداً قبل استعماله مقارنة مع الفحم الحجري (Coal) و النفط الخام (Crude Oil). • ذات احتراق سهل وكامل نتيجة لسهولة اتحاده مع الأوكسجين. • ذات احتراق نظيف (لا يعطي عند احتراقه أي رماد) و ذلك لعدم احتواءه على شوارد معدنية. يستعمل الغاز الطبيعي في البيوت و الأماكن التجارية (الفنادق و المستشفيات) للأغراض التالية: • كوقود للأفران من أجل الطبخ و تحضير الطعام. • تسخين المياه و ذلك بهدف تدفئة المباني الكبيرة. • تشغيل وحدات التدفئة المركزية. • التبريد. • تجفيف الثياب. أما في الصناعة فيستخدم: • بهدف تزويد الحرارة اللازمة لذوبان المعادن و الزجاج. • بهدف إنتاج الكلس و الإسمنت. • من أجل إنتاج الخبز و أنواع الأطعمة الأخرى. • من قبل شركات توليد الطاقة الكهربائية في العنفات الغازية التي تقوم بقيادة المولدات الكهربائية. • كمادة خام هامة جداً في الصناعة البتروكيميائية (صناعة الأسمدة). • كمصدر مهم في إنتاج الهيدروجين. • كعنصر هام جداً في تصنيع العديد من المواد العضوية الكيميائية (مثل الكحول الميتيلي). و من الجدير بالذكر أنه في الوقت الراهن هناك حوالي أكثر من مليوني سيارة في كافة أنحاء العالم تستخدم الغاز الطبيعي كوقود بدلاً من البنزين أو المازوت.





انتاج الغاز ومعالجته



المنظر ادناه هز مخطط مخطط تدفق البلوكات لمصنع نمطية لمعالجة الغاز الطبيعي. وتـُظهر مختلف وحدات العمليات المستخدمة في تحويل الغاز الطبيعي الخام إلى غاز للبيع عبر خطوط أنابيب إلى أسواق المستهلك النهائي.

مخطط تدفق البلوكات يبين أيضاً كيف أن معالجة الغاز الطبيعي الخام ينتج عنه منتجات جانبية منها الكبريت, الإيثان, وسوائل الغاز الطبيعي (NGL) پروپان, بيوتان وگازولين طبيعي (يشار إليه باسم پنتان pentanes +).[3][4][5][6][7]

يستخرج الغاز الطبيعي من آبار شبيهة بآبار النفط يوجد الكثير من تجمعات الغاز على مبعدة من الشاطئ ويتم نقل الغاز بالانابيب من منصات الانتاج الشاطئية إلى نقطة تجميع على الشاطئ ومنها إلى معمل تكرير حيث ينقّى. في مرحلة التنقية الاولى، يزال الماء وأي سائل اخرى من الغاز بفعل الجاذبية ثم يمرر الغاز الجاف عبر مبرد حيث يتسيل الپروپان ويجمعان. ويسوق غازا البترول المسيلان كمواد أولية لتصميغ الكيماويات أو يعبأ في اسطوانات معدنية كوقود للسخّانات ومواقد الطبخ في المنازل. ما يتبقى من الغاز الطبيعي يمكن ضخه عبر شبكة امداد أو يمكن تسييله بالتبريد والضغط وتسويقه كغاز طبيعي مسيّل.






فواصل الغازات الطبيعية

يجب أن تتمتع الغازات الطبيعية التجارية بمجموعة من الخصائص الفيزيائية و الكيميائية و الترموديناميكية بالإضافة إلى مجموعة من المؤشرات التقنية التي تؤمن ما يلي :

1. عملية نقلها في خطوط الأنابيب بسهولة.
2. عملية توزيعها في شبكات التوزيع الداخلية بيسر.
3. عملية استخدامها لصالح الاستهلاك المحلي و الصناعي بأمان.

وكما رأينا سابقاً، تتكون الغازات الطبيعية المنتجة من معظم الآبار الغازية أو النفطية أو الكوندنساتية من فحوم هيدروجينية مشبعة (بارافينات ) وغازات غير هيدروكربونية ( ، ، ) و قليل من الغازات النادرة كالهليوم و كميات متفاوتة من بخار الماء ( ) بالإضافة إلى كمية من الشوائب الميكانيكية الصلبة (رمل، فتات صخري.....الخ) و السائلة (مياه مالحة، مياه عذبة.....) و هذا المزيج المعقد يتعرض عند خروجه من المكمن إلى السطح إلى تغييرات كبيرة في الضغط و درجة الحرارة و بالتالي فإن بعض مكوناته تتعرض إلى تغييرات في الخصائص الفيزيائية و الحالة الطورية.


تستدعي الضرورات التكنو- اقتصادية التخلص من هذه الملوثات للأسباب التالية:

* يقود وجود الشوائب الصلبة في التيار الغازي إلى اضطرابات في عمل أجهزة القياس و التجهيزات السطحية حيث تسيئ إلى عمل الصمامات و تؤدي إلى تآكل أجزاء الضواغط، كما أن تراكمها في المناطق المنخفضة في الأنبوب يؤدي إلى تناقص المقطع الحي للجريان و بالتالي تناقص استطاعة الخط.
* يؤدي تجمع المياه في حنايا الأنبوب المنخفضة إلى تآكل المعدن لا سيما إذا كانت حمضية أو قلوية، بالإضافة إلى أن طرح هذه المياه خارجاً يمكن أن يؤدي إلى تلوث الوسط المحيط.
* يعتبر غاز كبريت الهيدروجين من الغازات السامة جداً كما أنه يعمل على تسميم الوسائط المستعملة في عمليات المعالجة اللاحقة و هو ذو تأثير تآكلي ولاسيما أن وجوده في تماس مع التجهيزات السطحية و الأنابيب يمكن أن يجعل البنية المعدنية لهذه التراكيب أكثر هشاشة، كما أن وجود كبريت الهيدروجين في الغاز يشكل مع الماء هيدرات صلبة عند درجات الحرارة المنخفضة الأمر الذي يؤدي إلى انسداد الأنابيب.
* يشكل غاز ثنائي أوكسيد الكربون بوجود الماء مركبات حمضية تعمل على تآكل معدن الأنابيب و التجهيزات السطحية، كما أنه يخفض الطاقة الحرارية للغاز.
* يمكن أن يؤدي وجود بخار الماء في الغاز و عند شروط معينة من الضغط و درجة الحرارة إلى تشكل هيدرات صلبة.
* يمكن أن يؤدي وجود المركبات الهيدروكربونية الثقيلة ( ) إلى اضطرابات في عمل أجهزه القياس والتجهيزات السطحية، كما يمكن أن يؤدي طرح هذه المركبات خارجاً إلى تلوث الوسط المحيط و زيادة في إمكانية حدوث الحرائق.
* يمكن أن يؤدي وجود غاز الآزوت إلى التقليل من الطاقة الحرارية للغاز الطبيعي.

ومن الجدير بالذكر أنه ليس من الضروري إجراء جميع عمليات الفصل والمعالجة في المحطات الحقلية، ولكن بالمقابل لابد من إجراء العمليات التالية:

* إزالة الشوائب الميكانيكية.
* إزالة المياه الحرة الآتية من الطبقة المنتجة.
* إزالة بخار الماء المرافق للتيار الغازي و القابل للتكثف عند ظروف معينة.
* استرداد القطفات الهيدروكربونية القابلة للتكثف و الاستخلاص ( ).
* إعادة حقن المياه الناتجة عن عملية الفصل في الطبقة المنتجة.
* المحافظة على قيمة معينة لضغط الغاز بهدف نقله.
* قياس تدفق و ضغط و درجة حرارة الغاز قبل إدخاله في خطوط أنابيب النقل.

وبشكل عام، تعتبر عملية فصل الشوائب الميكانيكية (الصلبة والسائلة) من أكثر العمليات شيوعاً و أهمية في محطات المعالجة الحقلية، حيث تتم هذه العملية في فواصل مخصصة لهذا الغرض (عمودية، أفقية، كروية ) تحقق الوظائف التالية:

1. فصل أولي للمركبات السائلة من المركبات الهيدروكربونية الغازية.
2. تنقية الغازات عن طريق إزالة معظم المركبات السائلة العالقة فيها.
3. تنقية السائل عن طريق إزالة الفقاعات الغازية المنحلة فيه.
4. إخراج الغاز و سحب السائل من الفاصل في الخطوط المخصصة لذلك.

و لكن لإنجاز هذه الوظائف لابد من تزويد الفاصل بمجموعة من التجهيزات التي تحقق الشروط التالية:

1. التحكم بطاقة التيار الغازي الخارج من البئر و تشتيتها عند الدخول إلى الفاصل.
2. العمل على تحقيق معدلات تدفق منخفضة بما فيه الكفاية لحدوث عملية الفصل تحت تأثير الجاذبية الأرضية.
3. تقليل سرعة التيار الغازي في قسم الترسيب تحت تأثير الجاذبية و تقليل الاضطرابات.
4. التحكم بتجمعات الرغوة و الزبد في الفاصل.
5. تنظيم خروج الغاز من الفاصل باستخدام صمامات تنظيم و بالتالي تنظيم ضغط تشغيل الفاصل المحدد مسبقاً.
6. تنظيم خروج السائل من الفاصل باستخدام صمامات ضبط مستوى السائل في الفاصل.
7. تجهيز الفاصل بمجاري تنظيف للنقاط التي تتراكم فيها المواد الصلبة.
8. تزويد الفاصل بصمامات أمان لتصريف الضغوط المتزايدة في حال انسداد خطوط خروج السائل و الغاز.
9. تزويد الفاصل بالتجهيزات اللازمة للمراقبة و التشغيل الآمن.

ولكن قبل البدء في دراسة الأنواع المختلفة للفواصل وتحديد أبعادها الرئيسية لابد من دراسة مبادئ الفصل الأساسية التي تعتمد عليها آلية عمل الفواصل المستخدمة في الصناعة الغازية بغية تنقية التيار الغازي من الشوائب السائلة و الصلبة المرافقة له.






الاستخدامات
توليد الطاقة
الهيدروجين
سيارات الغاز الطبيعي





يختلف " الغاز الطبيعى المضغوط ( Compressed Natural Gas ) " عن " الغاز السائل ( Liquefied Petroleum Gas ) " المعروف اختصاراً بـ ( LPG ) ، و هذا الأخير يحتوى أثقل مكونات " الغاز الطبيعى " : " البروبان " و " البيوتان " اللذان يتم فصلهما من " الغاز الطبيعى " فى صورته السائلة بنسب معينة عند درجة حرارة ( - 40 درجة مئوية ) ، بينما يتم رفع ضغط " الغاز الطبيعى " إلى ضغوط عالية – حوالى 160 بار - ليصبح ما يُعرف بـ " الغاز الطبيعى " المضغوط " الذى يُعرف اختصاراً بـ ( CNG ) ، و يتميز بنقائة مقارنة بأنواع الوقود الحفرى الأخرى مثل " البنزين " و " الكيروسين ( السولار ) " ، و يستخدم أيضاً " " الغاز الطبيعى " المسال ( Liquefied Natural Gas ) كوقود للمركبات المختلفة . و الدول التى لها الريادة فى هذا المجال هى " أيطاليا " و " هولندا " و " الولايات المتحدة " – التى حددت برامج زمنية لإحلال " الغاز الطبيعى " كوقود فى وسائل النقل بها خاصة أوتوبيسات نقل الطلاب للمدارس - ، ويصل عدد دول العالم التى يوجد بها مركبات تعمل ب" الغاز الطبيعى " حالياً إلى ما يزيد عن 40 دولة بعضها دول نامية مثل " مصر " و " المكسيك " و " الهند " و " بنجلاديش " و " نيجيريا " ، منها دول وصلت لمراحل متقدمة فى هذا المجال مثل " فرنسا " و " البرازيل " و " الصين ".كما أن العديد من الشركات العالمية اتجهت لتصنيع سيارات تعمل ب" الغاز الطبيعى " فقط مثل شركات : " مرسيدس" و " مان " الالمانية و" سكانيا " السويدية و " فولفو " السويدية و" جنرال موتورز " الأميركية و " كاتر بيلر " الاميركية و" فيات " الأيطالية و " تويوتا " اليابانية و " رينو- ستروين " الفرنسية . ومن السيارات الحديثة التى تم انتاجها للعمل ب" الغاز الطبيعى " كوقود السيارة الالمانية " رين سبيد " طراز " بدوين " ، وذلك عن طريق محرك من إنتاج شركة " بورش " الألمانية قدرته 420 حصاناً عند سرعة محرك 6.000 دورة / دقيقة ( R P M ) ، وأيضاً الطراز Civic GX من السيارة اليابانية " هوندا " .

كذلك فقد قامت شركة " مان " الألمانية فى معرض " كولون " بـ " ألمانيا " عام 2006 بعرض محرك الشاحنة طراز ( PGI 40 / 32 ) الذى يعمل ب" الغاز الطبيعى " ولا يستخدم شمعات احتراق ( بوجيهات ) ، و إنما يتم الحقن بالغاز لبدء عملية الاشتعال ، حيث يعتمد المحرك على تقنية خاصة تقوم بعزل جانب من الوقود الموجود فى غرفة الاحتراق داخل غرفة صغيرة تكون أرضيتها الساخنة جداً بمثابة وحدة الإشعال ( الولاعة ) ، ويُفتَرض أن يؤدى اختصار الشمعات لزيادة كفاءة المحرك ، وتقول الشركة أن عمر هذا المحرك أطول بكثير من عمر محركات " البنزين " و " الديزل ".


بصورة عامة نجد ان كفاءة المحرك العامل ب" الغاز الطبيعى " لا تقل كثيراً عن كفاءة المحركات العاملة بـ " البنزين " – تقل بنسبة 10 % فقط - ، و يتميز " الغاز الطبيعى " بخواص فيزيقية و حرارية منها انخفاض العوادم الضارة ، كما أن الحريق فى حالة " الغاز الطبيعى " يكون كاملاً وبكفاءة عالية نظراً للطبيعة الغازية للغاز الطبيعى التى تساعد على إيجاد تجانس أفضل لخليط الوقود و الهواء ، و يتميز محرك " الغاز الطبيعى " بانخفاض مستوى الاهتزازات و الضوضاء و بارتفاع " الرقم الأوكتينى " له حيث يتراوح بين 120 و 130 ، وإن كان العمر الافتراضى للمحرك الذى يتم تحويله للعمل ب" الغاز الطبيعى " بجانب " البنزين " – كما يحدث فى " مصر " – يقل نتيجة لتكون رواسب كربونية عند قواعد " الصبابات " و " البساتم " فى المحرك .

ومقارنةً بمحركات الديزل الحديثة التى تعمل بـ " السولار " ، فكفاءة محركات الغاز تقل عنها كثيراً ، و إن كانت بعض بلاد العالم كـ " الولايات المتحدة " يتم تشغيل " سيارات النقل الثقيل " ( Heavy Duty Trucks ) باستخدام محركات تعمل ب" الغاز الطبيعى " المسال ( LNG ) بجانب " السولار " بتقنية " الحقن المباشر بضغط عالٍ ( High Pressure Direct Injection ) " التى تُعرف اختصاراً بـ ( HPDI ) بكفاءة تماثل محركات الديزل و لأنه يخلو من الشوائب الكبريتية و مركبات الرصاص فإن " الغاز الطبيعى " كوقود تقل جداً نسبة العوادم الضارة المُنبعِثة عن تلك المُنبعِثة من استخدام أنواع الوقود الحفرى الأخرى ، حيث أنه بالنسبة لنواتج احتراق " الغاز الطبيعى " تقل نسبة " ثانى أكسيد الكربون " بحوالى 21 % ، وكذلك تقل نسبة " أول أكسيد الكربون " و " ثانى أكسيد الكربون " و " أكاسيد النتروجين " و " الأكاسيد الكبريتية " و غيرها من المواد الضارة ، ينتج عن ذلك تقليل تلوث الهواء الجوى و توفير كبير فى استهلاك المواد البترولية المٌستخدمة كوقود .

لا يتم استخدام " الغاز الطبيعى " كوقود للسيارت إلا بعد رفع ضغطه إلى ضغوط عالية ، و يتم استخدام روافع ضغط ( Compressors ) لتوصيل الغاز للضغط المطلوب ، كما يتم استخدام اسطوانات مُحكَمة تحمل تلك الضغوط العالية و يتم تزويدها بـ " محبس سولونويد ( Solenoid Valve ) " ، و يعيب هذه الاسطوانة أنها تشغل حيزاً كبيراً من حقبية السيارة . و من أحدث التقنيات فى هذا المجال جهاز " فيل ( Phill ) " الذى تنتجه شركة " فيويل ميكر ( Fuel Maker ) " الكندية – و التى أعلنت عنه لأول مرة فى " المؤتمر الدولى للغاز الطبيعى للسيارات " المنعقِد فى " واشنطن العاصمة بالولايات المتحدة " عام 2002 - و هو " جهاز إعادة تموين منزلى ( Home Refueling Appliance HRA ) " يستخدم " الغاز الطبيعى " الموجود فى المنازل عند ضغوط منخفضة تتراوح بين 17 إلى 34 مللى بار لتموين السيارات التى تعمل بـ " الغاز الطبيعى المضغوط " بعد رفع ضغطه عن طريق وحدة تزن 43 كيلو جرام تقريباً بمعدل 1.5 متر مكعب فى الساعة تعمل باستخدام التيار الكهربى المنزلى باستهلاك حوالى 0.8 كيلو وات ، ويمكن أن يصل عمر الجهاز إلى 24.000 ساعة تشغيل .



انتاج الغاز الطبيعي حسب البلد (البلدان باللون البني ثم الأحمر لديهم أكبر انتاج)
الاحتياطيات العالمية من الغاز الطبيعى

نظراً لارتفاع المستوى المادى للبشر في العالم فقد زاد استهلاكهم من الطاقة بشدة من أجل تسيير السيارات التى تحملهم لأعمالهم ، ومن أجل الكهرباء التى صارت لا غِنى عنها في الحضارة الحديثة ، وغير ذلك كثير . وحيث أن مصادر الطاقة في العالم ناضبة و غير متجددة.

يُعرَّف الاحتياطى المؤكد – من البترول أو الغاز الطبيعى - لحقل ما بأنه الكمية القابلة للاستخلاص على مدى عمر الحقل في ظل التكنولوجيا والاعتبارات الإقتصادية السائدة ، وطبقاً لتعريف مجلة البترول و الغاز ( Oil And Gas Journal ) الأميركية المتخصصة يتم تعريف الاحتياطى المؤكد من الغاز الطبيعى بأنه : الكميات التى يمكن استخراجها في ظل ما هو معروف حالياً من الأسعار و التكنولوجيا ، أما هيئة سيديجاز ( Cedigas ) الفرنسية فتُعرِّفه بأنه : الكميات المكتشفة التى يتأكد بقدر معقول من اليقين إمكانية إنتاجها في ظل الظروف الاقتصادية و الفنية السائدة . ويُعدَّ التعريف الأول الأكثر تحفظاً لذا نجد أن احتياطيات الغاز الطبيعى العالمية في أول يناير عام 1999 طبقاً لتقدير مجلة البترول و الغاز تقل بنسبة 7 % عن تقديرات سيديجاز ، بل إن احتياطيات الغاز الطبيعى لمنطقة الشرق الأقصى كانت طبقاً للمجلة تقل بنسبة 30 % عن تقديرات سيديجاز ! .

وكلا التعريفين يخضع للتقدير الشخصى أكثر منه لمعايير موضوعية ثابتة يمكن قياسها بدقة ، لذا نجد بعض الدول تلجأ للمبالغة في تقدير ما لديها من احتياطيات - وتسميها بالمؤكدة – لأسباب كثيرة سياسية و اقتصادية كالرغبة في الاقتراض بضمان ثروتها البترولية و الغازية ، كما إن شركات البترول العالمية تميل أحياناً للمبالغة في التقديرات بهدف تقوية مراكزها المالية أو لتبرر قيامها بالإنتاج بوفرة ، أو لتبرر إمكانية التصدير لخارج الدول المنتجة.


ومن أمثلة عدم دقة حسابات احتياطيات الثروة البترولية ما قامت به المكسيك من خفض احتياطياتها المؤكدة من الغاز الطبيعى بأكثر من النصف من 64 تريليون قدم مكعب عام 1999 إلى 30 تريليون قدم مكعب في عام 2000 ، و أيضاً قيام بريطانيا في التسعينات بخفض احتياطياتها المؤكدة من البترول بنفس القدر .

و تصل إجمالى احتياطيات الغاز الطبيعى في العالم - طبقاً لأرقام عام 2005 - لحوالى 6112 تريليون قدم مكعب ، و أكبر احتياطى للغاز الطبيعى في العالم يوجد في روسيا الاتحادية، ويبلغ قدره 1680 تريليون قدم مكعب ) ( Oil & Gas Journal, Vol. 103, No. 47 (Dec. 19, 2005). From: U.S. Energy Information Administration. عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ] )



حقول الغاز الطبيعي في مصر


* حقل غاز أبو ماضي يعتبر هذا الحقل من أكبر الحقول في مصر و يقع شمال شرقي الدلتا و ينقل الغاز المنتج بواسطة خط أنابيب يربط بين الحقل و مدينة طلخا حيث يزود بالغاز مصنع السماد بها و كذلك ينقل الغاز إلي مدينة المحلة الكبري لتزويد مصانع الغزل و النسيج بها

* حقل أبو الغرانيق : يوجد هذا الحقل في الصحراء الغربية علي بعد 300 كيلو من القاهرة ،و يربط هذا الحقل بمناطق الاستهلاك المختلفة خط أنابيب يصله بدهشور مرورا بوحدة التقنية كما يربط هذا الحقل بمنطقة حلوان الصناعية كما يوجد خط أنابيب يربط منطقة حلوان بمدينة السويس لتزويد مصنع الأسمدة بالغاز الطبيعي و هذا الحقل يقوم أيضا بتزويد المناطق السكنية بالغاز الطبيعي و منها مناطق حلوان و المعادي و مدينة نصر

* حقل أبو قير البحري ، يقع هذا الحقل علي بعد 18 كيلو داخل البحر المتوسط و يستخدم الغاز الناتج منه في إمداد مصنع الأسمدة بأبي قير بالغاز

بالإضافة إلى الحقول السابق ذكرها فقد تم اكتشاف مناطق أخرى شرق البحر الأبيض المتوسط تشمل شمال بورسعيد وبورفؤاد ودمياط ورأس البر وبلطيم وأيضا بالقرب من مرسي مطروح .



وادى شويه فديوهات ليه


عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]


عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]



كفايه عليكم كده

نلتقى فى الجزء القادم


[IMG]http://img682.imageshack.us/img682/6274/15381145.gif[/IMG]

يتبع

[!_ToGoO_MorY_!]

عدنا من الفاصل :heh::heh:

ومع طاقه اخرى وهى طاقة الرياح





طاقة الرياح




، هي عملية تحويل حركة الرياح إلى شكل آخر من أشكال الطاقة سهلة الاستخدام، غالبا كهربائية وذلك باستخدام التوربينات ، وقد بلغ إجمالي إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح للعام 2006 بـ 74,223 ميغاواط، بما يعادل 1% من الاستخدام العالمي للكهرباء، وبالتفصيل فقد بلغت نسبة الانتاج إلى الاستهلاك حوالي 20% في الدانمارك و9% في اسبانيا و7% في ألمانيا. وبهذا يكون الانتاج العالمي للطاقة المحولة من الرياح قد تضاعف 4 مرات خلال الفترة الواقعة بين عام 2000 وعام 2006.

يتم تحويل حركة الرياح التي تُدَور التوربينات عن طريق تحويل دوران هذه الأخيرة إلى كهرباء بواسطة مولدات كهربائية. ويستفيد العلماء من خبرتهم السابقة بتحويل حركة الرياح إلى حركة فيزيائية حيث أن استخدام طاقة الرياح بدأ مع بدايات التاريخ، فقد استخدمها الفراعنة في تسيير المراكب في نهر النيل كما استخدمها الصينيون عن طريق طواحين الهواء لضخ المياه الجوفية.

تستخدم طاقة الرياح على شكل حقول لصالح شبكات الكهرباء المحلية. وعلى شكل العنفات الصغيرة لتوفير الكهرباء للمنازل الريفية او شبكات المناطق النائية.

وتعتبر طاقة الرياح آمنة فضلا عن أنها من أحد أفراد عائلة الطاقة المتجددة، وهي طاقة بيئية لا يصدر منها ملوثات مضرة بالبيئة، يتجه العالم الآن بعد ظاهرة الاحتباس الحراري فضلا عن التلوث، لاعتماد مصادر الطاقة المتجددة كمصادر طاقة بديلة وللتخفيف من استخدام الوقود الاحفوري. ولهذه الأسباب يسعى التقدم التكنولوجي إلى خفض تكلفة الطاقة المتجددة لتوسيع انتشارها.




توربين الرياح







Distribution of wind speed (red) and energy (blue) for all of 2002 at the Lee Ranch facility in Colorado. The histogram shows measured data, while the curve is the Rayleigh model distribution for the same average wind speed. Energy is the Betz limit through a 100-metre diameter circle facing directly into the wind. Total energy for the year through that circle was 15.4 gigawatt-hours (GWh).
عَنَفَات ريحية قرب قالب:تونسي (تونس)

المكونات الرئيسية لعنفة الرياح هي شفرات دوًّارة تحمل على عمود ومولد يعمل على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربية، فعندما تمر الرياح على الشفرات تخلق دفعة هواء ديناميكية تتسبب في دوران الشفرات، وهذا الدوران يشغل المولد فينتج طاقة كهربية، كما جهزت تلك التوربينات بجهاز تحكم في دوران الشفرات (فرامل) لتنظيم معدلات دورانها ووقف حركتها إذا لزم الأمر.

تعتمد كمية الطاقة المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الشفرات؛ لذلك توضع التوربينات التي تستخدم لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛ لأن سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الأرض، ويتم وضع تلك التوربينات بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض لإنتاج أكبر كمية من الكهرباء، تنتج الولايات المتحدة وحدها سنويًّا حولي 3 بليون كيلو وات في الساعة (تلك الكمية تكفي لسد احتياجات مليون شخص من الكهرباء)، وذلك من حقول الرياح الموجود معظمها في كاليفورنيا، عادة يتم تخزين الكهرباء الزائدة عن الاستخدام في بطاريات، ولأن هناك بعض الأوقات التي تقل فيها سرعة الرياح، مما يصعب معه إنتاج الطاقة الكهربية، فإن مستخدمي طاقة الرياح يجب أن يكون لديهم مولدًا احتياطيًّا يعمل بالديزل أو بالطاقة الشمسية لاستخدامه في تلك الأوقات. المكان الأفضل لوضع التوربينات (عمل حقل رياح) يجب ألا يقل متوسط سرعة الرياح فيه سنويًّا عن 12 ميل في الساعة. وغير إنتاج الطاقة الكهربية فإن توربينات الرياح يمكنها إنتاج طاقة ميكانيكية تستخدم في عدد كبير من التطبيقات، مثل ضخ المياه، الري، تجفيف الحبوب وتسخين المياه.
عمل توربين الرياح

عندما تتحدّث عن توربينات الرياح الحديثة سترى تصميمين أساسيين: المحور الأفقي (HAWT) والمحور العمودي (VAWT )، توربينات الرياح ذات المحور العمودي (VAWTs) نادرة جداً وإن الوحيد حالياً في الإنتاج التجاري لهذه التوربينات هو (داريوس) الذي أنتج نوع توربينات مثل مخفقة البيض.

إن العمود في VAWT مركب على محور عمودي متعامد على الأرض وهو يصطفّ دائما مع الريح، على خلاف نظراءه ذوي المحور الأفقي لذلك لن يكون من الضروري تعديله عندما يتغيّر اتجاه الريح لكن الـ VAWT لا يستطيع البدء بالتحرّك لوحده فهو يحتاج لدفع من نظامه الكهربائي للبدء ولديه أسلاك مشدودة للدعم بدلاً من البرج ولذلك فإن ارتفاع الدوّار منخفض أكثر وإن الارتفاع المنخفض يعني رياح أبطئ لذا فإن الـ VAWTs عموماً أقل فعالية من الـ HAWTs.

قد تستعمل (VAWT) للتوربينات ذات النطاق الضيق ولضخّ الماء في المناطق الريفية البعيدة ولكن تستخدم توربينات الرياح ذات المحور الأفقي (HAWTs) بنطاق أوسع بكثير.

إن عمود التوربينات ذات المحور الأفقي (HAWT) مركب أفقياً ومتوازي مع الأرض وهو يحتاج لآلة تعديل الانحراف من أجل أن يثبت نفسه ضد الرياح ويشمل نظام الانحراف هذا محرّكات كهربائية وصناديق التروس التي تقوم على تحريك كامل الدوّار إلى اليسار أو اليمين بمقادير صغيرة ويقوم جهاز سيطرة التوربين الإلكتروني بقراءة موقع أداة دوّارة الرياح (إمّا ميكانيكياً أو إلكترونياً) وتعدّل موقع الدوّار لأسر أكبر كمية متوفرة من طاقة الرياح وتستخدم التوربينات ذات المحور الأفقي برج لرفع المكوّنات الأساسية للتوربين إلى أقصى ارتفاع من أجل سرعة الريح وهي تأخذ مساحة صغيرة من الأرض في حين يبلغ طولها تقريباً 260 قدم (80 متر) في الهواء



تاريخ طاقة الرياح

استخدم الناس طاقة الرياح للمرة الأولى في عام 3000 قبل الميلاد تقريباً على شكل مراكب شراعية في مصر إذ قامت الأشرعة بأسر طاقة الريح لسحب المركب عبر الماء، واستخدمت الطواحين الأولى لطحن الحبوب إمّا في عام 2000 قبل الميلاد في بابل القديمة أو في عام 200 قبل الميلاد في بلاد فارس القديمة، احتوت هذه الأدوات الأولى عارضة خشبية عمودية واحدة أو أكثر والأسفل المسن ربط بعمود تدوير يدار بالريح وإن المفهوم من استخدام طاقة الرياح لطحن الحبوب انتشرت بسرعة في الشرق الأوسط وكانت في استخدام واسع قبل فترة طويلة من استخدام الطاحونة الأولى التي ظهرت في أوروبا.

التطوير الحديث لتقنية وتطبيقات طاقة الرياح كانت جارية بشكل جيد جدا بالثلاثينات، عندما قامت 600,000 طاحونة بسد حاجة المناطق الريفية البعيدة بالكهرباء والماء وعندما بدأ انتشار توزيع الكهرباء بدرجة واسعة في البلدات والمزارع بدأ ينحسر استعمال طاقة الرياح في الولايات المتّحدة ولكنّه ارتفع ثانية بعد نقص النفط الأمريكي في أوائل السبعينات وخلال السنوات الـ30 الماضية تقلب البحث والتطوير مع اهتمامات الحكومة الاتحادية وحوافز الضريبة وفي وسط الثمانينات كان تقدير طاقة توربينات الرياح يصل كحد أقصى إلى 150 كيلو واط وفي عام 2006 قدّر مقياس التوربينات التجارية عموماً بأكثر من 1 ميغا واط ومتوفرة أيضاً بقدرة تصل إلى 4 ميجا واط.




شوية فديوهات بقى للرياح



عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]



عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]



عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]




ها وقد انتهينا من الرياح والى لقاء فى اخر حلقه وهى الكهرباء




يتبع

[!_ToGoO_MorY_!]

عدنا من الفاصل :a34::a34:

الكهرباء






الكهرباء مصطلح عام يشمل مجموعة متنوعة من الظواهر الناتجة عن وجود شحنة كهربية وتدفقها. وتضم هذه الظواهر البرق والكهرباء الساكنة. ولكنها تحتوي على مفاهيم أقل شيوعًا مثل المجال الكهرومغناطيسي والحث الكهرومغناطيسي.

يعمد أصل المرادف الأجنبي لكلمة كهرباء إلى الكلمة اللاتينية الجديدة ēlectricus التي تعني "شبيه الكهرمان")، وهذه بدورها مأخوذة من الكلمة اليونانية ἤλεκτρον (إلكترون) وتعني الكهرمان.

أما في الاستخدام العام، فمن المناسب استخدام كلمة "كهرباء" للإشارة إلى عدد من التأثيرات الفيزيائية. ولكن في الاستخدام العلمي، يعد المصطلح غامضًا. كما أن هذه المفاهيم المتعلقة به من المفضل أن يتم تعريفها وفقًا لمصطلحات أكثر دقة كما يلي:

* الشحنة الكهربية : عبارة عن خاصية لبعض الجسيمات دون الذرية تحدد التفاعلات الكهرومغناطيسية الخاصة بها. فالمادة المشحونة كهربيًا تتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية وتنتجها.
* التيار الكهربي : عبارة عن تحرك أو تدفق الجسيمات المشحونة كهربيًا، ويُقاس عادةً بالأمبير.
* المجال الكهربي : عبارة عن تأثير تنتجه شحنة كهربية في غيرها من الشحنات الموجودة بالقرب منها.
* الجهد الكهربي : قدرة المجال الكهربي على الشغل، ويُقاس عادةً بوحدة الفولت.
* الكهرومغناطيسية : عبارة عن التفاعل الأساسي الذي يحدث بين المجال المغناطيسي ووجود الشحنة الكهربية وحركتها.

لقد خضعت الظواهر الكهربية للدراسة منذ القِدم، إلا أن علم الكهرباء لم يشهد أي تقدم حتى القرنين السابع عشر والثامن عشر. وعلى الرغم من ذلك، فقد ظلت التطبيقات العملية المتعلقة بالكهرباء قليلة العدد، ولم يتمكن المهندسون من تطبيق علم الكهرباء في الحقل الصناعي والاستخدامات السكنية إلا في أواخر القرن التاسع عشر. وقد أدى التقدم السريع في تكنولوجيا الكهرباء في ذلك الوقت إلى إحداث تغييرات في المجال الصناعي وفي المجتمع أيضًا. كما أن الاستعمالات المتعددة والمذهلة للكهرباء كمصدر من مصادر الطاقة أظهر إمكانية استخدامها في عدد لانهائي من التطبيقات مثل المواصلات والتدفئة والإضاءة والاتصالات والحساب. فأساس المجتمع الصناعي الحديث يعتمد على استخدام الطاقة الكهربية، ويمكننا التكهن بأن الاعتماد على الطاقة سيستمر في المستقبل.




تاريخ الكهرباء



ثاليس، أول باحث في الكهرباء


أجرى بنجامين فرانكلين في القرن الثامن عشر أبحاثًا شاملة بشأن الكهرباء.


قبل معرفة الكهرباء بفترة طويلة، كان الناس على دراية بالصدمات التي يحدثها سمك الرعاش، وقد أشارت النصوص التي تركها قدماء المصريين والتي يرجع تاريخها إلى 2750 قبل الميلاد إلى هذه الأسماك باسم "صاعقة النيل"، كما وصفوها بأنها حامية جميع الأسماك الأخرى. وبعد حوالي ألف عام، أشار إليها أيضًا الإغريق والرومان وعلماء الطبيعة والأطباء المسلمون.[1] ولقد أكد الكتّاب القدامى، مثل بليني الأكبر وسكريبونيس لارجوس على الإحساس بالتنميل الناتج عن الصدمات الكهربية (الصدمة الكهربية) التي يحدثها سمك السلّور وسمك الرعاد الكهربي. كما اكتشف هؤلاء الكتّاب أن هذه الصدمات يمكن أن تنتقل عبر الأجسام الموصلة.[2] وعلى أي حال، ينسب أقدم وأقرب أسلوب لاكتشاف ماهية البرق والكهرباء الصادرة عن أي مصدر آخر إلى العرب الذين أطلقوا الكلمة العربية (رعد) على الشعاع الكهربي قبل القرن الخامس عشر. وقد كان معروفًا في الثقافات القديمة للدول المطلة على البحر الأبيض المتوسط أن هناك أجسامًا معينة مثل قضبان الكهرمان، يمكن حَكِّها بفرو قطة فتجذب الأجسام الخفيفة مثل الريش. ولقد قام ثاليس ميلتوس حوالي عام 600 قبل الميلاد بتسجيل مجموعة من الملاحظات تتعلق بالكهرباء الساكنة. وبعد هذه الملاحظات، توصل ثاليس إلى أن الاحتكاك يحول الكهرمان إلى مادة مغناطيسية. وعلى عكس ذلك، لا تحتاج المعادن، مثل الماغنتيت المعروف باسم أكسيد الحديد الأسود، إلى عملية الاحتكاك حتى تكتسب صفة المغناطيسية.[3] إلا أن ثاليس كان مخطئًا في الاعتقاد بأن سبب الانجذاب هو التأثير المغناطيسي، فقد أثبتت الأبحاث العلمية فيما بعد وجود علاقة بين المغناطيسية والكهرباء. ووفقًا لإحدى النظريات المثيرة للجدل، فقد عرف شعب البارثيون الطلاء الكهربي استنادًا إلى اكتشاف بطارية بغداد عام 1936. وعلى الرغم من أن هذه البطارية تشبه الخلية الجلفانية، فإنه من غير المؤكد ما إذا كانت ذات طبيعة كهربية أم لا.
أجرى بنجامين فرانكلين في القرن الثامن عشر أبحاثًا شاملة بشأن الكهرباء.

ظلت الكهرباء تعني أكثر من مجرد فضول فكري لآلاف السنين حتى عام 1600. ففي ذلك العام، أجرى الطبيب الإنجليزي ويليام جيلبرت دراسة دقيقة حول الكهرباء والمغناطيسية، وفرّق فيها بين تأثير حجر المغناطيس والكهرباء الساكنة التي تنتج عن احتكاك مادة الكهرمان.[3] ولقد ابتكر كلمة (electricus) وهي باللغة اللاتينية الجديدة ("من الكهرمان" أو "شبيه الكهرمان"، ومأخوذة من "ήλεκτρον" [أي "إلكترون"، ] وهي المرادف اليوناني لكلمة "كهرمان") للإشارة إلى خاصية جذب الأجسام الصغيرة بعد حكها. [4] أدى هذا الارتباط إلى إبراز الكلمتين "Electric" و"Electricity" اللتين ظهرتا لأول مرة في كتاب توماس براون "Pseudodoxia Epidemica" الذي صدر عام 1646. [5]

ولقد قدم أوتو فون جيريك وروبرت بويل وستيفن جراي وسي إف ديو فاي المزيد من الأعمال. وأجرى بنجامين فرانكلين في القرن الثامن عشر أبحاثًا شاملة بشأن الكهرباء، حتى أنه اضطر إلى بيع ممتلكاته لتمويل أبحاثه. وقيل أنه في حزيران/يونيو 1752، قام بربط مفتاح معدني أسفل خيط طائرة ورقية رطب وأطلق الطائرة في سماء تنذر بهبوب عاصفة. ثم لاحظ مجموعة متلاحقة من الشرر تخرج من المفتاح إلى ظهر يده، الأمر الذي برهن على أن البرق ذو طبيعة كهربية بالفعل. [6] نشر لودجي جالفاني عام 1791 اكتشافه الخاص بالكهرباء الحيوية الذي أظهر أن الكهرباء هي الوسيط الذي تقوم من خلاله الخلايا العصبية بنقل الإشارات إلى العضلات.[7] ولقد اخترع أليساندرو فولتا أول بطارية كهربية وأطلق عليها اسم "البطارية الفولتية" عام 1800. وكانت مصنوعة من طبقات متوالية من الزنك والنحاس. ولقد مَدّت هذه البطارية العلماء بمصدر للطاقة الكهربية يمكن الاعتماد عليه أكثر من الماكينات الإلكتروستاتية [7] التي كانت تُستخدم من قبل. وترجع معرفة الكهرومغناطيسية، أي وحدة الظواهر الكهربية والمغناطيسية، إلى هانز كريستيان أورستد وأندريه-ماري أمبير عامي 1819-1820، ثم اخترع مايكل فاراداي المحرك الكهربي عام 1821. كما قام جورج أوم بتحليل الدائرة الكهربية حسابيًا عام 1827.[7]

وعلى الرغم من أن أوائل القرن التاسع عشر شهدت تقدمًا سريعًا في علم الكهرباء، فإن أواخر القرن نفسه شهدت أعظم تقدم في مجال الهندسة الكهربية. وتحولت الكهرباء من مجرد فضول علمي مُحير إلى أداة رئيسية لا غنى عنها في الحياة العصرية وأصبحت القوة الدافعة للثورة الصناعية الثانية. وكل ذلك تحقق بفضل بعض الأشخاص مثل نيكولا تيسلا وتوماس إديسون وأوتو بلاثي وجورج ويستنغهاوس وإرنست ويرنر فون سيمنز وألكسندر جراهام بيل ولورد كلفن.[8]

[IMG]http://img532.imageshack.us/img532/7575/19666375.gif[/IMG]

مفاهيم شائعة




الشحنة الكهربية عبارة عن خاصية موجودة في مجموعة معينة من الجسيمات دون الذرية، وهي سبب توليد القوة الكهرومغناطيسية فضلاً عن تفاعلها معها. وتعد القوة الكهرومغناطيسية واحدة من القوى الأساسية الأربعة في الطبيعة. وتنشأ الشحنة في الذرة التي يعد الإلكترون والبروتون أشهر حامليها. كما أنها عبارة عن كمية مخزنة، أو بمعنى آخر، أن الشحنة الكائنة داخل نظام معزول ستظل ثابتة بغض النظر عن أي تغييرات تحدث داخل هذا النظام ومن الممكن أن تنتقل الشحنة بين الأجسام داخل النظام، إما عن طريق الاتصال المباشر أو المرور من خلال مادة موصلة، مثل السلك.[9] ويشير مصطلح "الكهرباء الاستاتيكية" إلى وجود (أو عدم توازن بين) شحنات على الجسم. وعادةً ما يحدث ذلك عندما يتم حك المواد المختلفة معًا فتنتقل الشحنة من مادة إلى أخرى.
تتسبب الشحنة الكهربية الموجودة على المكشاف الكهربي ذهبي الوريقات في تنافرهما بشكل واضح.

إن وجود شحنة كهربية هو الذي يولد القوة الكهرومغناطيسية: إذ أن الشحنات تدفع بعضها البعض بالقوة، وهو تأثير كان معروفًا منذ قديم الزمن على الرغم من عدم فهمه.[10] فمن الممكن شحن كرة خفيفة الوزن معلقة بسلك عن طريق ملامستها لقضيب من الزجاج مشحون من خلال حَكِّه في قطعة من القماش. وفي حالة شحن كرة أخرى مماثلة بقضيب الزجاج نفسه، ستجد أنها تتنافر مع الكرة الأولى؛ حيث إن الشحنة الكهربية ستدفع الكرتين عن بعضهما البعض. كما تتنافر الكرتان المشحونتان عن طريق ملامستهما لقضيب من الكهرمان تم حَكِّه في قطعة من القماش. ومع ذلك، إذا تم شحن الكرة الأولى بقضيب الزجاج والثانية بقضيب الكهرمان، فستنجذبان إلى بعضهما البعض.ولقد قام تشارلي أوجستين دو كولوم ببحث هذه الظواهر في القرن الثامن عشر وتوصل إلى أن الشحنة الكهربية تظهر في شكلين متقابلين. وأدى هذا الاكتشاف إلى المسلمة المعروفة القائلة إن: الشحنات الكهربية المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب. [10]

إن القوة تعمل على الجسيمات المشحونة نفسها، ومن ثم تميل الشحنة إلى الانتشار بشكل متساوٍ قدر الإمكان على سطح موصل. سواء كانت تجاذب أم تنافر من خلال قانون كولوم الذي يكون علاقة بين القوة وحاصل ضرب الشحنات، وبين القوة والتربيع العكسي للمسافة بينها.أدى هذا الاكتشاف إلى البديهية الشهيرة: "قوة التنافر بين جسمين كرويين صغيرين مشحونين بالنوع نفسه من الكهرباء يتناسبان عكسيًا مع مربع المسافة بين مركزيهما".[11] تعد القوة الكهرومغناطيسية قوية جدًا، وتحتل المرتبة الثانية فقط من حيث القوة في التفاعل القوي.[12] ولكن بخلاف تلك القوة، يمتد تأثير الكهرومغناطيسية عبر جميع المسافات.[13] ومقارنةً بقوة الجاذبية الأكثر ضعفًا، فإن القوة الكهرومغناطيسية التي تدفع إلكترونين بعيدًا عن بعضهما أكبر من قوة التجاذب التثاقلي التي تجذبهما معًا بحوالي 1042 مرة.[14]

تتقابل الشحنة الكهربية الموجودة على الإلكترونات والبروتونات، ولذلك يوصف مقدار الشحنة بأنه سالب أو موجب. وقد جرت العادة على اعتبار الشحنة التي تحملها الإلكترونات سالبة والتي تحملها البروتونات موجبة. وبدأت هذه العادة مع أعمال بنيامين فرانكلين. [15] مقدار الشحنة يُرمز إليه عادةً بالرمز Q ويُعبر عنه بوحدة الكولوم.[16] ويحمل كل إلكترون الشحنة نفسها والتي تساوي تقريبًا -1.6022×10-19 كولوم. ويحمل البروتون شحنة متعادلة ومتقابلة، تساوي +1.6022×10-19 كولوم. ولا تنحصر الشحنة الكهربية في المادة فقط، بل توجد كذلك في المادة المضادة. فكل جسيم مضاد يحمل شحنة متعادلة ومتقابلة مع الجسيم المماثل له.[17]

بالإضافة إلى ذلك، من الممكن قياس الشحنة الكهربية بعدة وسائل، مثل المكشاف الكهربي ذهبي الوريقات والذي يحتوي على شريطين رقيقين من أوراق الذهب متدليين في إناء زجاجي فيبتعدان عن بعضهما بعضا عندما يشحنان، وتعتمد زاوية ابتعادهما على كمية الشحنة. وعلى الرغم من أن استخدامه مستمر حتى الآن في التجارب الإيضاحية داخل الفصول الدراسية، فإن الإلكترومتر الإلكتروني قد حل محله.[18]



التيار الكهربي




تُعرف حركة الشحنة الكهربية باسم التيار الكهربي الذي تقاس شدته عادةً بوحدة الأمبير.ويتكون التيار الكهربي من أي جسيمات مشحونة ومتحركة. وتعد الإلكترونات الأكثر شيوعًا بين هذه الجسيمات، ولكن أي شحنة متحركة يمكنها أن تكون تيارًا. ووفقًا لما هو متعارف عليه، فإن التيار الموجب يُعَرّف بأنه التيار المتدفق في الاتجاه نفسه الذي تتدفق فيه أية شحنة موجبة يحملها؛ أو أنه التيار المتدفق من أقصى طرف موجب في الدائرة الكهربية إلى أقصى طرف سالب.ويطلق على هذا النوع من التيارات اسم التيار الاصطلاحي. وبالتالي، تعد حركة الإلكترونات السالبة حول الدائرة الكهربية ـ وهي أحد أشهر أشكال التيار الكهربي ـ موجبة في الاتجاه المقابل لاتجاه الإلكترونات.[19] ومع ذلك، فإنه وفقًا للظروف المحيطة يمكن أن يتكون التيار الكهربي من تدفق الجسيمات المشحونة (الجسيم المشحون) في أيٍّ من الاتجاهين أو حتى في كلا الاتجاهين في وقت واحد. ويشيع استخدام المصطلحين السالب والموجب لتبسيط هذه الحالة.
يقدم القوس الكهربي دليلاً فعالاً على التيار الكهربي.

علاوةً على ذلك، يطلق على العملية التي يمر فيها التيار الكهربي خلال أحد المواد "التوصيل الكهربي". وتختلف طبيعة التوصيل الكهربي عن طبيعة الجسيمات المشحونة والمادة التي يمر من خلالها. ومن أمثلة التيارات الكهربية: التوصيل الفلزي الذي تتدفق فيه الإلكترونات خلال موصل مثل الفلز. بالإضافة إلى ذلك، يوجد التحليل الكهربي الذي تتدفق فيه الأيونات (أيون) (وهي عبارة عن ذرات مشحونة) خلال السوائل. في حين تتحرك الجسيمات نفسها ببطء تام، ليصل متوسط سرعة الانسياق أحيانًا إلى أجزاء من المليمتر في الثانية،[18] فإن المجال الكهربي الذي تتدفق فيه هذه الجسيمات ينتشر في حد ذاته بسرعة مقاربة لسرعة الضوء، مما يسمح للإشارات الكهربية بالمرور بسرعة خلال الأسلاك.[20] يؤدي التيار الكهربي إلى حدوث عدة تأثيرات ملحوظة ـ كانت تعتبر في الماضي الوسيلة التي يدرك بها الأفراد وجود تيار كهربي.ولقد اكتشف نيكلسون وكارلايل عام 1800 أن بإمكان التيار الكهربي تحليل الماء من بطارية فولتية، وتُعرف هذه العملية الآن باسم التحليل الكهربي. ولقد قام مايكل فاراداي بعمل دراسات موسعة في اكتشاف نيكلسون وكارلايل بشكل كبير عام 1833.[21] ويسبب التيار المار من خلال مقاومة نوعًا من التدفئة في المكان المحيط، وهو تأثير كان جيمس بريسكوت قد بحثه حسابيًا عام 1840. ومن أهم الاكتشافات الخاصة بالتيار الكهربي كان ما توصل إليه هانز كريستيان أورستد بمحض الصدفة عام 1820 عندما كان يحضر إحدى محاضراته. حينها وجد أن التيار الكهربي في أحد الأسلاك يشوش حركة إبرة البوصلة المغناطيسية.[22]. كما اكتشف الكهرومغناطيسية، وهي عبارة عن تفاعل أساسي يحدث بين الكهرباء والمغناطيسات. في التطبيقات الهندسية وفي المنازل، يوصف التيار الكهربي عادةً بأنه إما تيار مستمر أو تيار متردد. ويشير هذان المصطلحان إلى الكيفية التي يتغير بها التيار الكهربي من حيث الزمن. فالتيار المستمر، الذي يتم إنتاجه من البطارية على سبيل المثال على سبيل المثال واللازم لتشغيل معظم الأجهزة الإلكترونية يتدفق في اتجاه واحد من الطرف الموجب للدائرة الكهربية إلى الطرف السالب منها.[23] وفي حالة قيام الإلكترونات بنقل أو حمل هذا التيار المتدفق، وهو الأمر الأكثر شيوعًا، فإنها ستمر في الاتجاه المعاكس. أما التيار المتردد فهو أي تيار ينعكس اتجاهه بشكل متكرر. وغالبًا ما يأخذ هذا التيار شكل موجة جيبية.[24] وبالتالي، يتذبذب التيار المتردد ذهابًا وإيابًا داخل الموصل دون أن تتحرك الشحنة الكهربية لأي مسافة على مدار الوقت. وتبلغ قيمة متوسط الفترة الزمنية التي يستغرقها التيار المتردد صفر. ولكنه يقوم بتوصيل الطاقة في اتجاه واحد وهو الأول ثم يعكس.ويتأثر التيار المتردد بالخصائص الكهربية التي يصعب ملاحظتها في حالة الاستقرار التي يتمتع بها التيار المستمر. ومن أمثلة هذه الخصائص: المحاثة والسعة.[25] ومع ذلك، تزيد أهمية هذه الخصائص عندما تتعرض مجموعة من الدوائر الكهربية لتراوح مؤقت في التيار، مثلما يحدث عند تزويدها بالطاقة لأول مرة.





المجال الكهربي




تَحَدّث مايكل فاراداي عن مفهوم المجال الكهربي.ينشأ المجال الكهربي من خلال جسم مشحون في الحيز المحيط به، ويُحْدث قوة على أيٍّ من الشحنات الأخرى داخل المجال. ويعمل المجال الكهربي بين شحنتين بالطريقة نفسها التي يعمل بها مجال الجاذبية بين كتلتين (كتلة). كما يتمدد المجال الكهربي، مثله في ذلك مثل مجال الجاذبية، إلى ما لا نهاية ويظهر علاقة تربيع عكسي مع المسافة،[13] ومع ذلك، يوجد اختلاف مهم بينهما.

إذ تعمل الجاذبية دائمًا على عنصر الجذب، فتجذب كتلتين نحو بعضهما البعض. بينما قد يتسبب المجال الكهربي في جذب الجسيمات أو تنافرها.وبما أن الأجسام كبيرة الحجم، مثل الكواكب، لا تحمل عادةً أي صافي شحنة، فإن المجال الكهربي عن بُعد يساوي صفر. وبالتالي، تعد الجاذبية القوة الغالبة في الكون، على الرغم من ضعفها مقارنةً بالقوى الأخرى.[14]
خطوط المجال المنبعثة من شحنة موجبة فوق موصل مستوي

,بشكل عام، يختلف الحيز الذي يشغله المجال الكهربي،[26] وتُعرّف شدته في أي نقطة على أنها القوة (لكل وحدة شحنة) التي تشعر بها شحنة ثابتة ومهملة إذا وضعت عند هذه النقطة.[27] ويجب أن تكون الشحنة التصورية، التي يطلق عليها اسم "شحنة اختبار" شديدة الصغر حتى تمنع مجالها الكهربي من التشويش على المجال الرئيسي. كما ينبغي أن تكون ثابتة حتى تمنع تأثير المجالات المغناطيسية (المجال المغناطيسي).

وبما أن المجال الكهربي يتم تعريفه من منطلق القوة وبما أن القوة متجه، نستنتج من ذلك أن المجال الكهربي متجه أيضًا وله مقدار واتجاه. وبشكل أدق، يعد المجال الكهربي مجالاً متجهيًا.[27]

فضلاً عن ذلك، يطلق على دراسة المجالات الكهربية التي تُحْدثها الشحنات الثابتة اسم الكهرباء الساكنة. ويمكن تصوير المجال الكهربي من خلال مجموعة من الخطوط التخيلية التي يكون اتجاهها في أي نقطة هو نفسه اتجاه المجال. ويعتبر فاراداي هو الذي قدّم هذا المفهوم.[28] ولا يزال مصطلح "خطوط القوة" الذي وضعه فاراداي مستعملاً في بعض الأحيان. وتعتبر خطوط المجال بمثابة المسارات التي تُحْدِثها شحنة موجبة؛ لأنها اضطرت للتحرك داخل هذا المجال. ومع ذلك، تعد هذه الخطوط مفهومًا تخيليًا ليس له وجود مادي. ويتخلل المجال الحيز الواقع بين الخطوط.[28] ؤأما خطوط المجال المنبعثة من الشحنات الثابتة فتتمتع بعدة خصائص رئيسية. الخاصية الأولى هي أنها تنشأ عند الشحنات الموجبة وتنتهي عند الشحنات السالبة، والخاصية الثانية هي وجوب دخولها أي موصل جيد بزوايا قائمة. أما الخاصية الثالثة فهي أنها لا تتقاطع ولا تطوق نفسها.[29]

إن أي جسم موصل أجوف يحمل كل شحناته الكهربية على سطحه الخارجي. وبناءً على ذلك، المجال الكهربي يساوي صفر في جميع الأماكن الموجودة داخل الجسم.[30] وهذه هي قاعدة التشغيل الرئيسية التي يعتمد عليها قفص فاراداي، وهو عبارة عن هيكل فلزي موصل يعزل ما بداخله عن المؤثرات الكهربية الخارجية. تزيد أهمية الكهرباء الاستاتيكية بشكل خاص عند تصميم عناصر المعدات ذات الجهد العالي. ويوجد حد معين تنتهي عنده شدة المجال الكهربي التي يمكن مقاومتها بأي وسيط.وبخلاف ذلك، يحدث الانهيار الكهربي ويسبب القوس الكهربي وميضًا عابرًا بين الأجزاء المشحونة. فعلى سبيل المثال، يسير الهواء في مسار منحني عبر الفجوات الصغيرة التي تتجاوز عندها شدة المجال الكهربي 30 كيلو فولت لكل سنتيمتر.وفي الفجوات الأكبر، تضعف شدة الانهيار الكهربي، حيث ربما تصل إلى كيلو فولت لكل سنتيمتر.[31] وأوضح ظاهرة طبيعية تدلل على هذا الأمر هي البرق؛ إذ أنه يحدث عندما تنفصل الشحنات الكهربية في السحاب بفعل الأعمدة الهوائية المرتفعة وعندما تقوم الشحنات برفع المجال الكهربي في الهواء أكثر مما تحتمل.ومن الممكن أن يزيد الجهد الكهربي في إحدى سحب البرق الكبيرة حتى يصل إلى 100 ميجا فولت وربما يقوم بتفريغ كمية هائلة من الطاقة قد تصل إلى 250 كيلواط في الساعة.[32]

تتأثر شدة المجال بدرجة كبيرة بالأجسام الموصلة المجاورة، وتزداد شدته خاصةً عندما يضطر إلى الانحناء حول أجسام مدببة الأطراف.ويتم استخدام هذا المبدأ في مانعة الصواعق. وهي عبارة عن عمود معدني ذي طرف مدبب يعمل على امتصاص التيار الكهربي الناتج من الصواعق، بدلاً من نزوله على المبنى الذي يحمي







الجهد الكهربي




يرتبط مفهوم الجهد الكهربي ارتباطًا وثيقًا بالمجال الكهربي. فالشحنة الصغيرة الموجودة داخل المجال الكهربي تواجه قوة، ويتطلب نقل هذه الشحنة إلى تلك النقطة المضادة للقوة بعض الشغل.ويتم تعريف الجهد الكهربي في أي مرحلة على أنه الطاقة اللازمة لجلب وحدة شحنة الاختبار ببطء من بُعد لا نهائي إلى هذه النقطة. ويُقاس عادةً الجهد الكهربي بوحدة الفولت. والفولت الواحد عبارة عن الجهد الذي يجب أن يستهلكه جول من الشغل لجلب كولوم من الشحنة الكهربية اللانهائية.[34] وعلى الرغم من أن تعريف الجهد الكهربي تصوري، فإنه يتضمن جانبًا عمليًا بسيطًا. ويعتبر المفهوم الأكثر أهمية هو فرق الجهد الكهربي ويُعَرّف بأنه الطاقة اللازمة لتحريك وحدة شحنة بين نقطتين محددتين. ويتمتع المجال الكهربي بخاصية مميزة، وهي أنه "محافظ" ـ الأمر الذي يعني أن المسار الذي تتخذه شحنة الاختبار ليست مهما: فكل المسارات بين نقطتين محددتين تستهلك مقدار الطاقة نفسه. وبالتالي، يمكن تحديد قيمة مميزة لفرق الجهد.[34] ويُعرف الفولت بأنه وحدة لقياس ووصف فرق الجهد الكهربي حتى أن مصطلح الجهد الكهربي يزيد استخدامه اليومي بصورة كبيرة.

وفيما يتعلق بالأغراض العملية، من المفيد أن تُحدد نقطة إسناد مشتركة يتم من خلالها التعبير عن الجهود ومقارنتها.وفي حين أن هذا الأمر قد يكون لا نهائيًا، فإن الإسناد الأكثر إفادةً هو كوكب الأرض نفسه الذي يفترض البعض أن جهده لا يتغير في أي مكان.ويطلق على نقطة الإسناد هذه عادةً اسم الأرضي (يطلق عليه بالبريطانية Earth وبالأمريكية Ground).ويفترض أن الأرض مصدر لا نهائي من كميات متساوية من الشحنات الموجبة والسالبة. وبالتالي، فهي غير مشحونة كهربيًا وغير قابلة لإعادة للشحن. الجهد الكهربي عبارة عن كمية سُلَّميّة أو قياسية أي أن له مقدار فقط ولا اتجاه له. ومن الممكن اعتباره مشابهًا للارتفاع: فكما يسقط الجسم الحر عند ارتفاعات مختلفة بفعل الجاذبية، تسقط كذلك الشحنة الكهربية عند جهود مختلفة بفعل المجال الكهربي.[35] وكما تظهر الخرائط المجسمة خطوط الكفاف التي تبين النقاط المتساوية في الارتفاع، من الممكن رسم مجموعة من الخطوط التي تبين نقاط الجهود الكهربية المتساوية (والمعروفة باسم تساوي الكمون) حول جسم مشحون إلكتروستاتكيًا. فهذه الخطوط تمر عبر جميع خطوط القوة بزوايا قائمة.كما يجب أن تمتد بشكل متوازي لسطح الموصل وإلا أدى ذلك إلى إنتاج قوة على حوامل الشحنة ولما أصبح المجال ساكنًا. إن المجال الكهربي كان يتم تعريفه على أنه القوة المبذولة لكل وحدة شحنة، إلا أن مفهوم الجهد الكهربي سمح بوضع تعريف مرادف وأكثر إفادة ألا وهو أن المجال الكهربي هو تدرج موضعي للجهد الكهربي. وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدة الفولت لكل متر، واتجاه متجه المجال الكهربي عبارة عن خط لأكبر تدرج للجهد وهو الخط الذي تكون فيه خطوط تساوي الجهد قريبة من بعضها البعض.[18]




كهرومغناطيسية




إن اكتشاف أورستد عام 1821 لوجود مجال مغناطيسي حول جميع جوانب السلك الحامل للتيار الكهربي دلل على وجود علاقة مباشرة بين الكهرباء والمغناطيسية.فضلاً عن ذلك، بدا التفاعل مختلفًا عن قوة الجاذبية والقوة الإلكتروستاتية، وهما قوتا الطبيعة اللتان تم اكتشافهما بعد ذلك.[22] والقوة الواقعة على إبرة البوصلة لم توجهها نحو السلك الحامل للتيار الكهربي ولا بعيدًا عنه، ولكنها كانت تعمل نحو الزوايا القائمة بالنسبة لها. وفيما يلي كلمات أورستد التي اتسمت بقليل من الغموض: "إن التعارض الكهربي يعمل بطريقة دوارة".كما اعتمدت القوة على اتجاه التيار، فإذا انعكس التدفق، انعكست القوة كذلك.

في الحقيقة،[36] لم يستوعب أورستد اكتشافه استيعابًا كاملاً. ولكنه لاحظ أن التأثير كان متبادلاً أو عكسيًا، بمعنى أن التيار يبذل قوة على المغناطيس والمجال المغناطيسي يبذل قوة على التيار.ولقد بحث أمبير بشكل أعمق في هذه الظاهرة واكتشف أن السلكين المتوازيين الذين يحملان التيار الكهربي يبذلان قوة على بعضهما البعض: بمعنى أن السلكين الموصلين للتيار الكهربي في الاتجاه نفسه ينجذبان لبعضهما البعض، بينما يتنافر السلكان اللذان يحملان التيار في اتجاهات متقابلة.ويتوسط المجال المغناطيسي الذي ينتجه كل تيار هذا التفاعل الذي يُمثل أساس التعريف الدولي لوحدة الأمبير.[37]
يستخدم المحرك الكهربي تأثيرًا مهمًا يتعلق بالكهرومغناطيسية: ألا وهو أن التيار الكهربي المار خلال مجال مغناطيسي يتعرض لقوة في الزوايا القائمة لكل من المجال والتيار.

إن العلاقة بين المجالات المغناطيسية والتيارات الكهربية في غاية الأهمية؛ حيث إنها أدت إلى اختراع مايكل فاراداي للمحرك الكهربي عام 1821.إذ يتكون محرك فاراداي، وهو محرك أحادي القطب، من مغناطيس دائم موضوع داخل حوض من الزئبق.

ولقد تم توصيل تيار كهربي داخل سلك متدلي من مرتكز فوق المغناطيس ومغموس في الزئبق. ويبذل المغناطيس قوة مماسية على السلك مما يجعله يدور حول المغناطيس طوال فترة سريان التيار الكهربي.[38] كشفت التجربة التي أجراها فاراداي عام 1831 أن السلك الذي يتحرك بشكل عمودي نحو مجال مغناطيسي يحدث فرق جهد بين طرفيه. كما سمح له التحليل الإضافي لهذه العملية، المعروفة باسم الحث الكهرومغناطيسي، بوضع المبدأ المعروف الآن باسم قانون فاراداي للحث المغناطيسي. وينص هذا القانون على أن فرق الجهد المحثوث داخل دائرة مقفلة يتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي خلال الدائرة. ولقد تمكن فاراداي من خلال استخدام هذا الاكتشاف من اختراع أول مولّد كهربي عام 1831. وفي هذا المولّد قام فاراداي بتحويل الطاقة الميكانيكية لقرص نحاسي دوار إلى طاقة كهربية. وعلى الرغم من عدم كفاءة[38] قرص فاراداي وقصوره كمولّد عملي، فإنه قد أظهر إمكانية توليد قدرة كهربية باستخدام المغناطيسية. ولقد استفاد من أعقبه من أعماله استفادة كبيرة. كشفت أعمال كل من فاراداي وأمبير عن أن المجال المغناطيسي المتفاوت في الزمن يعمل كمصدر للمجال الكهربي، وأن المجال الكهربي المتغير في الزمن يعمل كمصدر للمجال المغناطيسي.ولذلك، عند تغير زمن أيٍّ من المجالين، يُستحث مجال الآخر بالضرورة.[39] وتتمتع هذه الظاهرة بخصائص الموجة ويشار إليها عادةً باسم الموجة الكهرومغناطيسية. ولقد قام جيمس كليرك ماكسويل بتحليل الموجات الكهرومغناطيسية من الناحية النظرية عام 1864.كما طور ماكسويل مجموعة من المعادلات التي قد تصف بوضوح العلاقة المتبادلة بين المجال الكهربي والمجال المغناطيسي والشحنة الكهربية والتيار الكهربي. وبالإضافة إلى ذلك، تمكن من إثبات أن هذه الموجة ستسير بالضرورة بسرعة الضوء، وبالتالي فإن الضوء نفسه يعد شكلاً من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي. وتعتبر قوانين ماكسويل التي تعمل على الربط بين الضوء والمجالات والشحنة الكهربية أحد أعظم إنجازات الفيزياء النظرية.[39]



الدوائر الكهربية


الدائرة الكهربية عبارة عن ترابط بين المكونات الكهربية، وتهدف عادةً إلى القيام ببعض المهام المفيدة مع مسار العودة بهدف تمكين الشحنة من الرجوع إلى مصدرها.

إن مكونات الدائرة الكهربية تأخذ أشكالاً عدة، وقد تتضمن هذه الأشكال عناصر مثل المقاومات (المقاوم) والمكثفات (المكثف) والمفاتيح (المفتاح) والمحولات (المحول) والإلكترونيات. وتشمل الدوائر الإلكترونية (الدئرة الكهربية) مكونات نشطة (مكون نشط)، وتكون عادةً أشباه موصلات (شبه موصل) وتظهر بشكل لا خطي، مما يتطلب تحليلاً معقدًا.أما أبسط المكونات الكهربية فهي التي توصف بأنها سلبية وخطية. فبينما تقوم هذه المكونات بتخزين الطاقة بشكل مؤقت، فإنها لا تحتوي على مصادر للطاقة. كما أنها تصدر استجابات خطية للمثيرات.[40]

ربما يعد المقاوم أبسط العناصر السلبية في الدائرة الكهربية. وكما يوحي اسمه، فهو يقاوم التيار الكهربي الذي يمر من خلاله ويبدد طاقته الحرارية.والمقاومة هي نتيجة لحركة الشحنة الكهربية خلال الموصل. فعلى سبيل المثال، ترجع المقاومة في المعادن أساسًا إلى تصادم الإلكترونات بالأيونات. ويعتبر قانون أوم القانون الأساسي لنظرية الدائرة الكهربية. وينص هذا القانون على أن التيار المار خلال مقاومة في موصل يتناسب طرديًا مع فرق الجهد بين طرفيه. ومقاومة معظم المواد تعد ثابتة نسبيًا على اختلاف درجات الحرارة والتيارات الكهربية. والمواد التي ينطبق عليها هذه الشروط توصف بأنها "أومية". ولقد أطلق اسم أوم، وهو وحدة قياس المقاومة، نسبة إلى واضعه جورج أوم ويرمز له بالحرف اليوناني Ω. إن الرمز 1 Ω يشير إلى المقاومة التي ستنتج فرق جهد يساوي واحد فولت استجابة لتيار يساوي واحد أمبير.[40]

إن المكثف عبارة عن جهاز يقوم بتخزين الشحنة الكهربية، وبالتالي تخزين طاقة كهربية في المجال الناتج عن هذه العملية. ومن الناحية التصورية، يتكون المكثف من لوحين موصلين تفصل بينهما طبقة رقيقة عازلة. ومن الناحية العملية، يتم لف رقائق معدنية رقيقة معًا مما يزيد من سُمْك منطقة السطح من حيث وحدة حجم والسعة. ووحدة السعة هي الفاراد، وسُميت باسم مايكل فاراداي ويرمز إليها بالرمز F. ، والفاراد الواحد يساوي السعة التي تنشأ عن فرق الجهد البالغ واحد فولت عندما يقوم بتخزين شحنة تساوي واحد كولوم. والمكثف الموصَّل بمورد الجهد الكهربي يتسبب مبدئيًا في مرور تيار كهربي؛ حيث إنه يجمع الشحنة الكهربية. ومع ذلك، يضمحل التيار الكهربي بمرور الوقت كلما امتلأ المكثف الكهربي ويصل بالتدريج إلى الصفر. ولذلك، لا يسمح المكثف بمرور تيار في حالة الاستقرار، بل يعوقه.[40] فضلاً عن ذلك، يعتبر ملف الحث بمثابة موصل، عادةً ما يكون ملف من السلك، يقوم بتخزين الطاقة في المجال المغناطيسي استجابةً للتيار المار به. وعندما يتغير التيار، يتغير المجال المغناطيسي بالتبعية ويحث الجهد الكهربي بين طرفي الموصل.والجهد المستحث يتناسب مع المعدل الزمني للتغيير في التيار الكهربي. أما ثابت التناسب فيطلق عليه اسم المحاثة.ووحدة المحاثة هي هنري. وسُميت بذلك على اسم جوزيف هنري الذي عاصر فاراداي. وواحد هنري يساوي المحاثة التي تحث فرق الجهد البالغ واحد فولت في حالة تغير التيار المار به بمعدل واحد أمبير لكل ثانية.[40] وتنعكس طريقة عمل ملف الحث في بعض الأحيان على طريقة عمل المكثف، بمعنى أنه يسمح بمرور تيار غير متغير بسهولة ويسر، ولكنه يقاوم مرور التيار سريع التغير.



الإنتاج والاستخدامات

[IMG]http://img576.imageshack.us/img576/6084/200pxohmslawvoltagesour.png[/IMG]

إن التجارب التي أجراها ثاليس باستخدام قضبان الكهرمان كانت أولى الدراسات التي أجريت على عملية إنتاج الطاقة الكهربية.وعلى الرغم من أن هذه الطريقة، المعروفة الآن باسم تأثير كهرباء الاحتكاك، قادرة على رفع الأجسام الخفيفة وكذلك توليد الشرارات، فإنها غير فعالة على الإطلاق.[41] ولم يتم التوصل لمصدر كهربي فعال إلا بعد اختراع البطارية الفولتية في القرن الثامن عشر. وهذه البطارية وكذلك الطراز الأحدث منها ألا وهو البطارية الكهربائية، تخزن الطاقة بشكل كيميائي وتجعلها متاحة للاستخدام في شكل طاقة كهربية.[41] وتتميز البطارية بتعدد استخداماتها وتعد مصدرًا شائعًا وقويًا للطاقة ويصلح استخدامها في العديد من التطبيقات. إلا أن قدرتها على تخزين الطاقة محدودة، وبمجرد تفريغ الطاقة المخزنة، يجب التخلص من البطارية أو إعادة شحنها. وبالنسبة للاحتياجات الضخمة من الطاقة الكهربية، فينبغي توليدها وتحويلها بكميات كبيرة.

عادةً ما تولد الطاقة الكهربية عن طريق المولدات الميكانيكية الكهربية التي يديرها البخار المنتج من احتراق الوقود الحفري أو الحرارة الناتجة عن التفاعلات النووية. كما تولد الطاقة من مصادر أخرى مثل الطاقة الحركية المستخلصة من الرياح أو الماء المتدفق. ولا تتشابه هذه المولدات مع المولد الذي اخترعه فاراداي عام 1831 وهو عبارة عن مولد أحادي القطب. ولكن لا يزال الاعتماد قائمًا على مبدئه الكهرومغناطيسي القائل إن الموصل الذي يتصل بمجال مغناطيسي متغير يحث فرق جهد عبر طرفيه.[42] إن اختراع المحول في أواخر القرن التاسع عشر يعني إمكانية توليد الكهرباء من محطات توليد كهرباء مركزية عن طريق الاستفادة من وفورات الحجم، ونقل هذه الكهرباء عبر الدول بكفاءة متزايدة.[43][44]

وبما أنه من الصعب تخزين الطاقة الكهربية بكميات كبيرة تكفي لتلبية الاحتياجات على المستوى القومي، يجب أن يكون الإنتاج بقدر الاحتياج في جميع الأوقات.[43] وهذا الأمر يتطلب أن تتحرى المرافق الكهربية الدقة في توقعاتها بشأن احتياجاتها الكهربية وتحافظ على التنسيق المستمر مع محطات توليد الكهرباء. وهناك مقدار معين من عملية التوليد يجب أن يكون احتياطيًا حتى يقلل صدمات الشبكة الكهربية التي تحدث بسبب الاضطرابات والفواقد التي يتعذر اجتنابها. في الحقيقة، تتزايد الطلبات على الطاقة الكهربية بسرعة كبيرة كلما زاد تقدم الدولة ونما اقتصادها. وقد كشفت الولايات المتحدة عن تزايد الطلب على الكهرباء بنسبة 12٪ كل عام على مدار الثلاثة عقود الأولى من القرن العشرين،[45] وهو معدل نمو تشعر به الآن الاقتصادات الناشئة، مثل الهند أو الصين.[46][47] ومن الناحية التاريخية، زاد معدل نمو الطلب على الطاقة الكهربية عن صور الطاقة الأخرى. لقد أدت بعض المخاوف البيئية المتعلقة بتوليد الكهرباء إلى التركيز بشكل متزايد على التوليد من مصادر متجددة، وخاصةً الطاقة المائية وطاقة الرياح.وعلى الرغم من استمرار الجدل حول التأثير البيئي للوسائل المختلفة لإنتاج الطاقة، فإن الصورة النهائية لها نظيفة نسبيًا



إن الكهرباء صورة مرنة جدًا من صور الطاقة، فهي تلائم عددًا كبيرًا ومتزايدًا من الاستخدامات.[49] وقد كان لاختراع مصباح الإضاءة المتوهج لمخترعه توماس اديسون في السبعينات من القرن التاسع عشر الفضل في أن تصبح الإضاءة واحدةً من أولى التطبيقات المتوفرة من الطاقة الكهربية. على الرغم من مخاطر الكهرباء، فإن الاستعاضة به عن اللهب المكشوف للإضاءة المعتمدة على الغاز قللت بشدة من مخاطر الحريق داخل البيوت والمصانع.[50]

وقد تم إنشاء مرافق عامة في العديد من المدن لتستهدف سوق الإضاءة الكهربية الآخذ في الازدهار. علاوةً على ذلك، كان لتأثير التسخين بحرارة جول المستخدم في مصباح الإضاءة أثرًا مباشرًا في مجال التدفئة الكهربية. ومع أن هذا التأثير متعدد الاستعمالات ويمكن التحكم فيه، يرى البعض أنه مضيعة للوقت؛ حيث إن معظم عمليات التوليد الكهربي يلزمها بالفعل إنتاج الحرارة في إحدى محطات توليد الكهرباء.[51] ولقد سن عدد من الدول، مثل الدنمارك، قانونًا يحد أو يمنع من استخدام التدفئة الكهربية في المباني الجديدة.[52] ومع ذلك، تعد الكهرباء، إلى حد كبير، مصدرًا عمليًا للطاقة يمكن استخدامه في عمليات التبريد،[53] حيث إن تكييف الهواء يمثل أحد القطاعات التي تزيد احتياجاتها للطاقة ـ وهي متطلبات تضطر دائمًا مرافق الكهرباء إلى تلبيتها.[54]

تستخدم الكهرباء في الاتصال عن بُعد. وفي الواقع، كان التلغراف الكهربي، الذي ابتكره كوك وويتستون عام 1837، من أوائل تطبيقات الكهرباء في هذا المجال.ومع وضع أول نظام تلغراف عبر القارات، ثم عبر المحيط الأطلسي، في الستينات من القرن التاسع عشر، سهلت الكهرباء وسائل الاتصال فأصبحت لا تستغرق سوى دقائق معدودة في جميع أنحاء العالم. وعلى الرغم من أن تكنولوجيا الألياف البصرية والاتصال عبر الأقمار الصناعية قد شغلت حصة في سوق نظم الاتصالات، ولكن ما زالت الكهرباء جزءًا أساسيًا من هذه العملية. فضلاً عن ذلك، تظهر تأثيرات الكهرومغناطيسية بوضوح في المحرك الكهربي الذي يعد وسيلة نظيفة وفعالة للقدرة المحركة. ويسهل تزويد المحرك الثابت، مثل الرافعة، بمصدر للإمداد بالقدرة. أما المحرك الذي يتحرك مع تطبيقه، مثل السيارة الكهربية، فيجب أن يحمل معه مصدرًا للقدرة كالبطارية، أو يجمع شحنة كهربية مستمدة من تماس انزلاقي مثل البانتوجراف، مما يضع قيودًا على مداه أو أدائه.[55] هذا وتستخدم الأجهزة الإلكترونية تستخدم الترانزستور، الذي يعد من أهم الاختراعات في القرن العشرين. كما أنه وحدة بناء أساسية تدخل في تكوين جميع الدوائر الكهربية الحديثة. وقد تحتوي الدائرة المتكاملة الحديثة على مليارات من أجهزة الترانزستور صغيرة الحجم في محيط لا يتجاوز بعض السنتيمترات المربعة.




الكهرباء والعالم الطبيعي



يتسبب تعرض جسم الإنسان لجهد كهربي في سريان تيار كهربي عبر الأنسجة. وعلى الرغم من أن العلاقة بين الجهد والتيار الكهربي لا خطية، فإنه كلما زاد الجهد الكهربي، اشتد التيار.[57] وبداية الإدراك الحسي لهذا الأمر يختلف باختلاف تردد المصدر ومسار التيار. ولكنه يتراوح ما بين 0.1 مللي أمبير إلى 1 مللي أمبير فيما يختص بكهرباء تردد الموصلات الرئيسية. ومع ذلك من الممكن الكشف عن تيار كهربي منخفض تصل شدته إلى ميكروأمبير على أنه تأثير الاهتزازات الكهربية في ظل ظروف معينة.[58]

وفي حالة ارتفاع التيار الكهربي بنسبة كافية، فإنه يتسبب في حدوث تقلص عضلي وارتجاف القلب وحروق في الأنسجة.[57] كما أن غياب أي علامة مرئية تدل على أن أحد الموصلات مشحون كهربيًا يجعل من الكهرباء خطرًا بالغًا. ومن الممكن أن يكون الألم الناجم عن الصدمة الكهربية شديدًا، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى تحول الكهرباء لوسيلة تعذيب.ويطلق على الوفاة التي تنتج عن صدمة كهربية اسم الصعق الكهربي. فضلاً عن ذلك، يعد الصعق الكهربي وسيلة من وسائل تنفيذ الأحكام القضائية في بعض السلطات القضائية، على الرغم من ندرة استخدامه في الآونة الأخيرة.[59]
[عدل] الظواهر الكهربية في الطبيعة
الأنقليس الرعاد (واسمه العلمي Electrophorus electricus)

إن الكهرباء ليست اختراعًا من اختراعات الإنسان. والدليل على ذلك هو إمكانية ملاحظتها في صور متعددة في الطبيعة، وأبرز هذه الدلائل هو البرق. وعدد كبير من التفاعلات المألوفة والبسيطة، مثل اللمس أو الاحتكاك أو الربط الكيميائي، يحدث نتيجة للتفاعلات بين المجالات الكهربية على المقياس الذري. ويعتقد البعض أن المجال المغناطيسي لكوكب الأرض ينشأ عن التيارات الدوارة في مركز الأرض والتي تعد مولدًا كهربيًا طبيعيًا.[60]

بعض البلورات، مثل الكوارتز أو حتى السكر، تولد فرقًا في الجهد على أسطحها عندما تتعرض لضغط خارجي.[61] وتعرف هذه الظاهرة باسم الكهرضغطية، وهي مأخوذة من الكلمة اليونانية (πιέζειν) وتعني "يضغط". وقد اكتشف هذه الظاهرة بيير كوري وجاك كوري عام 1880. ويعد هذا التأثير متبادلاً؛ فعندما تتعرض مادة كهرضغطية لمجال كهربي، يحدث تغيير بسيط في الأبعاد الفيزيائية. [61] بالإضافة إلى ذلك، تستطيع بعض الكائنات الحية، مثل أسماك القرش، الكشف عن التغييرات التي تحدث في المجالات الكهربية والاستجابة لها، ويعرف ذلك باسم "القدرة على استقبال النبضات الكهربية".[62] بينما تتمتع بعض الكائنات الحية الأخرى بما يطلق عليه "القدرة على التفريغ الكهربي" ـ أي أنها تولد جهودًا كهربية بنفسها كوسيلة لافتراس غيرها من الكائنات أو كسلاح دفاعي لها.[2] ويعتبر ك الأنقليس الرعاد الذي ينتمي إلى رتبة Gymnotiforme، أشهر مثال على ذلك حيث بوسعه اكتشاف فريسته أو صعقها من خلال تفريغ جهود كهربية عالية تتولد من خلايا عضلية معدلة تسمى الخلايا الكهربية.[2][63] وتقوم الحيوانات جميعها بإرسال المعلومات على امتداد أغشية الخلايا وذلك مع نبضات مشحونة كهربيًا تسمى جهود الفعل (جهد الفعل) وهي الموجة المتشكلة من التفريغ الكهربي التي تنتقل من منطقة إلى مجاورتها على طول الغشاء الخلوي لأي خلية حية. ووظيفة هذه الجهود تتضمن الاتصال بين الخلايا العصبية والعضلات عن طريق النظام العصبي.[64] تخفز الصدمة الكهربائية هذا النظام, وتتسبب في تقلص العضلات.[65] كما أن جهود الفعل مسئولة عن تنسيق الأنشطة في مجموعة معينة من النباتات والثدييات..[66]




ها وقد انتهيت من الموضوع بحمد الله

ارجوا ان يكون قد نال اعجاب الجميع

والموضوع ليس منقول

فى اامان الله

[ker_o]

انتا كدع هاتنفعنى فى بحثى فى المدرسة :oao5::oao5::

[Curse_master]

واو جيولوجيا شكراً لإفادتك

[MoST_WanTeD]

شكرا علي الموضوع:wrd:

[BiG_STRONG]

شكرا

[Lord_Of_Fear]

:uuuuu::uuuuu::uuuuu::uuuuu:

[NoMercY]

مشكور على الموضوع

[michilvxv]

:wrd:

[!_Secotrr_!]

كمـل المـوضوع... :117:

[!_ToGoO_MorY_!]

كملت الموضوع ععاوز اشوف الردود

[_BaD_BoooY_]

موضوع كبير اوى عاوز وقت و تركيز عشان تفهمو

شكرا على المجهود :drb9:

[!_ToGoO_MorY_!]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة _bad_boooy_ عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

موضوع كبير اوى عاوز وقت و تركيز عشان تفهمو

شكرا على المجهود :drb9:

شكرا لمرورك

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة !_secotrr_! عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

كمـل المـوضوع... :117:

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة michilvxv عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

:wrd:

كمل يا ريس

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة nomercy عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

مشكور على الموضوع

شكرا لمرورك

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة lord_of_fear عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

:uuuuu::uuuuu::uuuuu::uuuuu:

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة big_strong عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

شكرا

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة abdelbaser عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

شكرا علي الموضوع:wrd:

شكر لمروركم

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة curse_master عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

واو جيولوجيا شكراً لإفادتك

ههههههه شكرا

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ker_o عفوا ,,, لايمكنك مشاهده الروابط لانك غير مسجل لدينا [ للتسجيل اضغط هنا ]

انتا كدع هاتنفعنى فى بحثى فى المدرسة :oao5::oao5::

تحت امرك