وحدة قياس الطاقة الكهربائية

في الكهرباء يتم استخدام كيلوواط ساعي (ك.و.س) كوحدة قياس للطاقة . 1 ك.و.س = 3.6 ميجا جول = 3.6 * ⁶10 جول 

كيلو وات في الساعة (kWh):

• كيلو: تعني ألف.
• وات: وحدة قياس الطاقة الكهربائية (W).
• ساعة: وحدة قياس الزمن.
• 1 كيلو وات في الساعة: تعني 1000 وات في الساعة، أي كمية الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل جهاز بقوة 1 وات لمدة 1000 ساعة.

الطاقة الكهربائية هي شكل من أشكال الطاقة الناتجة عن تدفق الإلكترونات عبر موصل. تُستخدم الطاقة الكهربائية بشكل واسع في مختلف جوانب الحياة الحديثة، وهي أساسية لتشغيل الأجهزة والمعدات الإلكترونية، وإنارة المنازل والمباني، وتشغيل وسائل النقل الكهربائية. إليك بعض المعلومات الرئيسية حول الطاقة الكهربائية:

إنتاج الطاقة الكهربائية

الطاقة الكهربائية تُنتَج بطرق مختلفة، منها:

1. محطات توليد الطاقة الحرارية:

   • تعتمد على حرق الوقود الأحفوري (مثل الفحم، والنفط، والغاز الطبيعي) لتسخين الماء وتحويله إلى بخار يدير التوربينات المتصلة بالمولدات الكهربائية.

2. محطات توليد الطاقة النووية:

   • تستخدم التفاعلات النووية لتوليد حرارة تُستخدم لتسخين الماء وتحويله إلى بخار يدير التوربينات.

3. محطات الطاقة الكهرومائية:

   • تعتمد على تدفق المياه من السدود لتدوير التوربينات وتوليد الكهرباء.

4. محطات توليد الطاقة من الرياح:

   • تستخدم التوربينات الهوائية لتحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية.

5. محطات الطاقة الشمسية:

   • تستخدم الألواح الشمسية لتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء عبر التأثير الكهروضوئي.

6. محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية:

   • تعتمد على حرق المواد العضوية (مثل النفايات النباتية والحيوانية) لتوليد الكهرباء.

نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية

بعد إنتاج الطاقة الكهربائية في محطات التوليد، تُنقل عبر شبكة من خطوط النقل عالية الجهد إلى محطات التوزيع، حيث تُخفض الجهد لتناسب الاستخدام المنزلي والصناعي. يتم توزيع الكهرباء عبر شبكة من الأسلاك والمعدات الكهربائية إلى المنازل والمباني والمنشآت الصناعية.

استخدامات الطاقة الكهربائية

• في المنازل: تُستخدم لتشغيل الأجهزة الكهربائية مثل الإضاءة، والتلفاز، والثلاجات، والغسالات، والتكييف.
• في الصناعة: تُستخدم لتشغيل الآلات والمعدات الصناعية والإضاءة.
• في النقل: تُستخدم في تشغيل وسائل النقل الكهربائية مثل القطارات الكهربائية والسيارات الكهربائية.
• في الزراعة: تُستخدم في تشغيل معدات الري والآلات الزراعية.
• في الاتصالات: تُستخدم لتشغيل أجهزة الاتصالات والشبكات الإلكترونية.

مزايا الطاقة الكهربائية

• نظيفة (إذا تم توليدها من مصادر متجددة).
• سهلة النقل عبر الشبكات الكهربائية.
• قابلة للتحكم والتوزيع بسهولة.

التحديات

• التأثير البيئي: حرق الوقود الأحفوري لتوليد الكهرباء يُسبب تلوث الهواء وتغير المناخ.
• البنية التحتية: بناء وصيانة شبكات النقل والتوزيع تتطلب استثمارات كبيرة.
• التخزين: تخزين الكهرباء بكفاءة لا يزال تحديًا تقنيًا واقتصاديًا.

التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة وتطوير تقنيات التخزين الفعّالة يمكن أن يساعد في التغلب على بعض هذه التحديات وتحقيق مستقبل أكثر استدامة للطاقة الكهربائية.

أدوات القياس الكهربائية

يستخدم الفنيّون والعاملون في مجال الكهرباء أدوات قياس خاصة تُسمّى بأدوات القياس الكهربائية تُمكّنهم من التحقق من التوصيلات الكهربائية وفعاليتها وقياس الخصائص الكهربائية المختلفة، ويتمثّل مبدأ عمل هذه الأدوات في استخدام الحركة الميكانيكية الناتجة عن الطاقة الكهرومغناطيسية لتحريك مؤشّر يُعطي دلالةً على كميّة كهربائية معيّنة يُراد قياسها.

 ومن أشهر أدوات القياس وأكثرها استخداماً ما يأتي:

الأميتر

الأميتر (بالإنجليزية: Ammeter) هو جهاز قياس شدّة التيار الكهربائيّ، حيث يُستخدم هذا الجهاز لقياس التيار الكهربائي المارّ في أجزاء من الدارة الكهربائية، ويلزم تدفّق التيار الكهربائي خلال جهاز الأميتر ليتمّ قياسه، كما يجب قياس التيّار على جميع فروع الدارة مختلفة التيار لمعرفة مجموعه النهائيّ، ومن المهم أن يكون جهاز الأميتر ذا مقاومة منخفضة جداً لتقليل تأثيره على التيّار الذي يتمّ قياسه، ويتمّ وصل الأميتر على التوالي حتّى لا تتغيّر قيمة التيار المراد قراءته، فقيمة التيّار تبقى ثابتةً على الأجهزة الموصولة على التوالي أيّ يصلها التيار نفسه

الفولتميتر

الفولتميتر (بالإنجليزية: Voltmeter) هو جهاز قياس فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين على الدارة الكهربائية، ويتمّ ربطه على التوازي مع أجزاء الدارة المراد قياس فرق الجهد عليها، حيث إنّ قيمة الجهد الكهربائي تبقى ثابتةً في توصيلات التوازي، ويتميّز الفولتميتر بمقاومة داخلية مرتفعة مقارنةً بالمقاومة المتصّل عليها في الدارة

الأوميتر

الأوميتر (بالإنجليزية: Ohmmeter) هو جهاز قياس المقاومة الكهربائية في الدارة، ويُمكن وصل هذا الجهاز على التوالي وفي هذه الحالة فإنّ التيار الكهربائي سينخفض مع زيادة المقاومة، كما يُمكن وصله على التوازي وفي هذه الحالة فإنّ التيار سيزداد بازدياد المقاومة، حيث يقيس الجهاز النسبة ما بين الجهد الكهربائي والتيّار المار في هذه المقاومة