منتدى الرياضيات

منتدى حديث النشأة إذ تم افتتاحه على شبكة الأنترنيت بتاريخ 08/08/2008 و هو موقع للرياضيات في التعليم الثانوي موجه لزملائنا من أساتذة المادة و أبنائنا من التلاميذ في مختلف شعب التعليم الثانوي و المشروع لم يكتمل بعد لكننا سنعمل على التطوير و التحسين .
 
الرئيسيةس .و .جالتسجيلدخول
شاطر | 
 

 اهم مصادر الطاقة

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
benyoucef latif



عدد الرسائل: 6
العمر: 19
العمل: student
تاريخ التسجيل: 01/04/2011

مُساهمةموضوع: اهم مصادر الطاقة   الأربعاء أبريل 06, 2011 8:08 pm

i. مصادر الطاقة :
أهتم الإنسان منذ القديم بالبحث عن الوسائل التي تمكنه من العيش الحسن, والبحث عن مصادر توفر له الطاقة للتدفئة والانارة.
عندما نتناول مصادر الطاقة, فإننا ننشغل بما نحتاجه في حياتنا اليومية ,إذ نحتاج للكهرباء (أو الشمع) للانارة. ونحتاج للفحم (الغاز,البترول,الكهرباء)للتدفئة أو الطهي,كما تحتاج النباتات للضوء لنموها.
ولتلبية هذه الحاجات نرجع الى الطبيعة التي هي مصدر كل طاقة مهما كان نمطها ,لقد استطاع الانسان ان يكتشف شيئا فشيئا مختلف الانماط التي تخزن بها الطاقة ومن بينها:
 -ضوء الشمس
تُحول غابات ونباتات الطاقة الشمسية إلى فواكه وثمار وما إلى ذلك من المواد العضوية، الحيوانات بدورها تستهلك هذه المواد العضوية وتحولها إلى حرارة ولحوم وتقوم كذلك بأعمال وتختزن الباقي في شكل دهون، وعند موت هذه الحيوانات والنباتات، تتحلل موادها العضوية وتتحول مع الوقت إلى غازات وزيوت وفحم.
عرض على التلاميذ قطعة خشب، وأصل الخشب هو الشجرة وهذه الأخيرة تستمد طاقتها من أشعة الشمس، وعندما نقوم بعملية حرق الحطب، نحصل على الطاقة في شكل حرارة. ويُعتبر هذا المصدر من أهم المصادر الطاقية في البادية حيت يجد الإنسان صعوبة في الحصول على مصادر بديلة.
 - البترول
- : عرض على التلاميذ وعاء شفاف يحتوي على البترول، تُستعمل مشتقات البترول ( البنزين الديزل والزيوت ) لتشغيل العديد من المحركات وخاصة في السيارات وفي محطات إنتاج الطاقة الكهربائية، ويمثل البترول تقريبا 35 في المائة من الاستهلاك العالمي الحالي من الطاقة.
 - الغاز الطبيعي
: استعمل أمام التلاميذ شعَّالة الغاز، الغاز الذي في الشعَّالة ليس هو الغاز الطبيعي ولكن يمكن أن نستعملها كمثال. يستعمل الغاز الطبيعي لإنتاج الطاقة الحرارية ويستعمل في المنازل إما لطبخ أو للتدفئة، ويستعمل كذلك الغاز الطبيعي في المحطات الحرارية لإنتاج الطاقة الكهربائية. وحوالي 20 في المائة من الطاقة التي يستهلكها العالم حاليا تأتينا من الغاز الطبيعي
 - الماء : تمثيل شلال الماء بسكب الماء من كأس إلى آخر، لا يمثل الماء مصدر طاقي، ولكن يمكن استعمال سقوط الماء من مستوى عال إلى مستوى منخفظ لانتاج الطاقة. وترتكز المحطات الكهرومائية على الطاقة الكامنة للماء في السدود ( أنظر الصورة). وتمثل الطاقة المائية حوالي 3 في المائة من الاستهلاك العالمي من الطاقة وذلك عبر إنتاج الكهرباء بالمحطات الكهرومائية. إلا أن السدود لهم تأثيرات سلبية على البيئة، كإعاقة تنقل الأسماك إلى أماكن التوالد. وهناك مصدر طاقي آخر يلعب فيه الماء دور رئيسي وهو الطاقة الجيوحرارية، يتحول الماء في باطن الأرض إلى بخار ويندفع إلى سطح الأرض، ويمكن استعمال هذه الطاقة الحرارية في محطات إنتاج الكهرباء.
 - الرياح : تقديم للتلاميذ مروحة هوائية مصنوعة من الورق، عندما تهب الرياح على المراوح الهوائية تنتج هذه الخيرة الطاقة الكهربائية، تعتبر المراوح من التقنيات القديمة التي استعملت في الطواحن ثم بعد ذلك في ضخ المياه، أما الآن فقد تطورت هذه التكنولوجيا وأصبحت تستعمل في إنتاج الطاقة الكهربائية على مستوى عالي

 - الطاقة الكيماوية: تقديم بطاريات للتلاميذ ليتفحصوها، تنتج البطاريات الطاقة الكهربائية عن طريق تفاعلات لمواد كيماوية وينتج عن هذا التفاعل مادة أو مواد أخرى. وينتهي إنتاج الطاقة عند انتهاء المواد الأولية داخل البطارية، ووجب تبديل هذه البطارية أو إعادة شحنها. تستعمل البطاريات في السيارات وفي الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الساعات والألعاب والآلات السمعية كالمذياع والمسجل.

 -الطاقة الحرارية:مخزنة في المواد الحارقة الموجودة في باطن الارض مثل :
البترول:واصل هذه الكلمة يوناني وتعني الزيت الحجري. وعرف عند القدماء في الصين وفي مصر وكان يستعمل في الانارة وفي تزفيت الطرق اما حديثا فقد عرف الانسان كيف يستخرج البترول بحفر ابار ويستخلص منه بعملية تكرير العديد من المشتقات.
 الطاقة الشمسية: ان الشمس تضيئ بصفة دائمة كل ما يحيطها. وحسب ما جاء في الاسطورة, فان القائد الروماني مارسليوس حاصر مدينة سيراقوسة سنة 214 ق.م كان العالم ارخميدس بها فحرق السفن بتجميع اشعة الشمس وتوجيهه اليها .
منذ القديم وظف الانسان هذه الطاقة ومازال يوظفها الى حد اليوم فصنع الخلايا الضوئية القادرة على تحويل هذه الطاقة الى طاقة كهربائية وهذا النوع من الطاقة يظل مفيدا لانه لايحتاج الى صيانة دائمة. تستعمل في عدة مجالات: -التسخين- الاضاءة وتشغيل بعض المحركات.
 -الطاقة النووية: اكتشف الانسان الطاقة الموجودة بداخل الذرات , ثم لاحظ بانه يمكن التحكم فيها,فصنع محطات كهربائية التي تحتوي على مفاعلات نووية تسمح بتحويل هذه الطاقة الى طاقة كهربائية.الا ان هذا النوع من المحطات يمثل خطرا كبيرا عن الانسان لان احداث اي خطر يكلف حياة الكثير ويتسبب في تلويث البيئة.
مجهودات العلماء تاريخيا في فهم وتطوير الطاقة:
يمكن التعرض إلى مفهوم الطاقة بطريقة بسيطة: أحس بالبرد فاحرق قطعة من الحطب, ثم لم اعد أحس بالبرد وتحول الحطب إلى رماد. إذن يمكن القول بان احتراق الحطب قدم لنا طاقة حرارية أو" حرارة". نلاحظ في هذا المثال أن تقديم الحرارة للجملة ( هنا الإنسان ) تسبب في تغيرات فيزيولوجية, كما يمكن الحصول على النتيجة نفسها بالتعرض إلى الأشعة الشمسية وتكون الطاقة حينئذ إشعاعية .
وكمثال آخر, عندما نركب دراجة ونوصل الدينامو, فيصبح المصباح الأمامي مضيئا , وذالك بعد سلسلة من التحويلات الطاقوية : عندما ندير الدواسة , نقدم طاقة حركية متحولة إلى كهربائية في الدينامو ثم تتحول هذه الطاقة إلى حرارة بالمصباح الذي يتوهج ثم يصبح مضيئا بتحول إشعاعي. يؤثر هذا الضوء في شبكية العين فتتحول الطاقة إلى كيميائية ثم فيزيولوجية, كما يمكن الرجوع إلى البداية والقول بان الطاقة الحركية للدراج ناتجة عن طاقة عضلية أصلها كيميائي (بواسطة الأغذية ) حتى الوصول إلى الطاقة الشمسية التي تسمح بالحياة فوق الأرض.
حول الطاقة تتجول هذه المفاهيم الكيفية إلى مفاهيم علمية, وجب انتظار أكثر من قرنين منذ أعمال وليام لايبنيتز
الحركية المسماة آنذاك "القوة الحية" , وصولا إلى النظرية النسبية لاينشتين وكانت المحطات المختلفة لهذه الاجتهادات كما يلي :
اكتشف الفيزيائيون أولا الطاقة الحركية و الطاقة الكامنة (غليلي, بيغاز, لايبنتز) وعند نهاية القرن الثامن عشر, اكتشف الفيزيائيون بأنه يمكن تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية (في آلة بخارية مثلا) , وأسس هكذا لعلم الترموديناميك من طرف صادي كارنو ,جيمس بريسكوت جول, بولتزمن تم توحيد هذه الأعمال من طرف اللورد كلفن في سنة 1849م. كانت ترتكز هذه الأشغال على فكرتين أساسيتين:الأولى بأنه يمكن أن نكافئ بين "الحرارة"(التحويل الحراري) من جهة و الطاقتين الحركية و الكامنة من جهة أخرى (نص عليها جول سنة 1842).بينما تقول الفكرة الثانية بان المردود الطاقوي لأي آلة حرارية دوما اصغر من واحد (نص عليها صادي كارنو),ولقد اهتم بدراسة الآلات البخارية التي بدأت تنتشر في ارويا منذ اختراع أولها من طرف واط جمس سنة 1765م. فنشر كارنو أعماله حول هذه الآلات في سنة 1824م وكان عنوان هذه البشرية ((تخمينات حول الاستطاعة المحركة للنار والآلات القادرة على تقديم هذه الاستطاعة)).
كيف نوفق بين مطالبنا المتزايدة من الطاقة وحاجتنا إلى الحفاظ على نظام بيئي امن؟:
ان تعدد وتنوع مجالات استخدام الطاقة, جعل الطلب عليها يزداد نتيجة التقدم الصناعي والنمو السكاني السريع, مع ازدياد المعرفة بالتهديدات التي تواجه بيئة الكرة الأرضية نتيجة استخدام الطاقة التقليدية, التي يمكن حصرها في الوقود المستخرج من باطن الأرض(بترول, غاز...) والطاقة النووية. فاستغلال مصادر الطاقة التقليدية في المصانع والبيوت ووسائل النقل, يسبب تلوث الجو بالغازات السامة التي من نتائجها ,توسع ثقب الأوزون, الأمراض الصدرية وأكثرها ضررا غاز ثنائي أكسيد الكربون الذي يؤدي الى الاحتباس الحراري مغيرا بذالك مناخ الأرض ,

تركيب الثلاجة:
تعد الثلاجة الكهروحرارية بحق ثلاجة عصر الفضاء و تعتمد في عملها علي علم المواد النصف موصلة ( انصاف الموصلات ) "SEMICONDUCTORS " ويستفاد في هذا النوع من الثلاجات بتأثير نظرية العالم " بلتير "حيث يعمل تيار كهربائي مستمر(D . C) في جزء اتصال بين وحدتين حراريتين مختلفتين إما علي امتصاص الحرارة أو إشعاعها و ذلك حسب إتجاه مرور التيار فإذا كان مرور التيار يكون باردا (و يعمل على امتصاص الحرارة) و جزء الاتصال يكون ساخنا و يشع الحرارة.
تستعمل مواد أنصاف الموصلات في صناعة الوحدات الحرارية المستعملة في هذا النوع من الثلاجات ويوجد نوعان من هذه المواد يعرفان بالنوع السالب (N- TYPE ) والنوع الموجب (P-TYPE ) وتستعمل مادة البزموث تللوريد في الوقت الحاضر كمادة نصف موصلة في صناعة الوحدات الحرارية والنوع السالب منها يشتمل علي كمية أزيد قليلا من التليريوم لاحداث اليكترونات مرة أو حاملات شحنة سالبة والنوع الموجب يصنع من مادة بزموث تللوريد و تشتمل علي كمية أزيد قليلا من البزموث لإعطاء حاملات شحنة موجبة أما جزء الاتصال فيصنع من الالومنيوم المغطى بطبقة من النيكل .
وتتركب المجموعة الكهروحرارية من عدد من مزدوجات الوحدات الحرارية المختلفة توصل كهربائيا بعضها مع بعض بالتوالي فنجد جميع اجزاء الاتصال الباردة في احد الاوجة وجميع أجزاء الاتصال الساخن في الوجة الآخر .



الدائرة الكهربائية للثلاجة الكهروحرارية:

الدائرة الكهربائية الخاصة بالثلاجة الكهروحرارية حيث يقوم الترموستات المركب بها والذي يتأثر بدرجة حرارة كابينة الثلاجة بالمحافظة علي درجة الحرارة داخل هذه الكابينة عند ( 2-5 ) درجة مئوية ويمكن تنظيم سعة تبريد هذا النوع من الثلاجات عند مستويين عال ومنخفض بواسطة مجموعة أزرار نظرا لأنه عند إبطال الثلاجة تنتقل الحرارة بسرعة خلال الوحدات الحرارية المركبة داخل كابينة الثلاجة من ناحية سطحها الساخن الي ناحية سطحها البارد ويزداد استهلاك التيار لهذا استخدمت عملية تنظيم سعة تبريدها علي مستويين وذلك لعمل موازنة في سعة التبريد والحد من التسريب الحرارى بقدر الإمكان والإقلال من عدد المرات التي يبطل عمل التبريد وكذلك تخفيض استهلاك التيار .

الدائرة الكهربية لثلاجة كهروحرارية وهى تتكون من الأجزاء الآتية:-

 2- محول كهربي (Transformer) يعمل على مصدر تيار متناوب (120فولت أو 220فولت) وينتج منه تيار 20 فولت متناوب.
 2- مقوم تيار (Rectifier) يحول التيار المتناوب الخارج من المحول (120 فولت متناوب) إلى تيار مستمر (120 فولت مستمر).

 3- نموذج كهروحراري (Thermoelectric Module) يمر فيه التيار المستمر عبر ملف خانق (Choke Coil) بحيث تكون الوصلة الداخلية باردة والوصلة الخارجية ساخنة.

4- ترموستات (Thermostat) يضبط درجة الحرارة داخل حيز الثلاجة ويتصل بدخول المحول.
نظرية العمل:-
يمر التيار الكهربي من المنبع ( 220فولت) ثم إلى المحول فينخفض جهده إلى (20 فولت) ثم يمرر التيار إلى مجموعة من الموحدات " قنطرة الموحدات "وذلك لتحويلة من تيار متغير إلى تيار مستمر ثم يمرر إلى الموديول P-N وبالتالي تبرد الوصلة الداخلية وتسخن الوصلة الخارجية ويتم التحكم في درجة الحرارة عن طريق الترموستات الذي يفصل جهد المنبع عند وصول درجة حرارة الحيز المبرد إلى الدرجة المطلوبة .

خواص واستخدامات الثلاجة الكهروحراري:-

بالرغم من أن معامل الأداء للثلاجة الكهروحرارية منخفض نسبياً (بالمقارنة مع منظومات التبريد التقليدية) إلا أن استخدامها يتزايد نظراً لطواعيتها للتشغيل , إذ يمكنها أن تعمل بتيار مستمر 120 فولت مباشرة أو بالتيار المتناوب المنزلي العادي باستخدام موفق(Adaptor) من التيار المتناوب إلى التيار المستمر . ولهذا السبب ولسهولة نقلها فهي مرغوبة في الرحلات القصيرة والمعسكرات.
ونلاحظ أن هذا النوع من الثلاجات يتميز بالهدوء التام وأن كانت كفاءة تبريدها(أو تسخينها) متواضعة , غير أن خفة وزنها * وطاقتها التبريدية المحدودة التي تكفى للاستخدامات الخاصة سالفة الذكر, يجعل تتفوق على الأنواع الأخرى من الثلاجات المكافئة لها في الطاقة التبريدية والحجم . وبالتالي فقد جذبت هذه الثلاجة الباحثين لتطويرها ورفع معامل أدائها.
ومن جهة أخرى فإن منظومة التبريد (أو التسخين) الكهروحرارية تسمح بالاستخدام في منظومات تكييف الهواء (الصيفي أو الشتوي) لحيز محدود بإضافة مروحة لتحريك الهواء على السطح البارد ( أو الساخن ) للمنظومة ويمكن لهذه المروحة أن تستخدم نفس مصدر الطاقة الكهربية للثلاجة . وفي هذه الحالة قد لا نحصل على الراحة التامة التي يمكن الحصول عليها في نظم التكييف التقليدية , إلا أن بساطة المنظومة والوفر في الطاقة المصاحب لها يجعل هذا الاستخدام مفضلاً في الحالات التي يكفى فيها الحصول على قدر من الراحة.


- مميزات الثلاجة الكهروحرارية عن الثلاجات الكهربائية

 1-لايوجد بها اجزاء ميكانيكية متحركة وبالتالي ليس لها اصوات بالمرة .

 2- لاتحتاج الي مواسير لمرور مركب التبريد بداخلها لهذا يكون تركيبها بسيط وحجمها صغير .

 3-يمكن تغيير سعة التبريد الممكن الحصول عليها منها بتغير عدد وحدات المزدوجات المستعملة.

 4-يمكن الحصول علي عملية التبريد أو التسخين بها بتغير اتجاه مرور التيار فقط وبذلك لاتحتاج الي مسخنات خاصة لاذابة الثلج .

عيوبها:

1-ثمن المواد الكهروحرارية مرتفع .

2-المزدوجات الكهروحرارية ليس لها احتمال ميكانيكية .

3-عدم إمكانية صناعتها بأحجام كبيرة حاليا.
فيما يلي مقارنة بين الثلاجات الكهروحرارية والثلاجات الكهربائية
كيف تحسب فاتورة الكهرباء ؟
التأكد من سلامة عمل العداد ويتم ذلك بفصل جميع الأجهزة الكهربائية والتأكد من توقف العداد تماما ثم نسجل قراءة العداد ثم نقوم بتشغيل لمبة واحدة فقط قدرة «١٠٠ وات / ساعة» لمدة ساعة واحدة ثم نفصلها ونسجل القراءة الجديدة فإذا كان الفرق بين القراءتين فى حدود «٠.١ كيلو وات» فالعداد سليم، ، من المهم أيضاً أن نتعرف على طريقة حساب فاتورة الكهرباء ونظام الشرائح المتبع، فإذا كان لدى المستهلك المنزلى لمبتان فقط قدرة «١٠٠وات» تعملان بمعدل ٨ ساعات يوميا لمدة شهر فسيكون الاستهلاك حوالى «٥٠ كيلو وات» وهو الحد الأقصى للشريحة الأولى وسعر الكيلو وات فيها ٥ قروش وستبلغ قيمة الاستهلاك ٢.٥ جنيه تقريباً،
وإذا أضفنا إلى اللمبتين لمبتين ثانيتين تعملان بنفس المعدل وثلاجة ١٢ قدماً و«تليفزيون» يعمل بمعدل ٨ ساعات يوميا، فسيكون الاستهلاك فى حدود الـ«٢٠٠ كيلو وات» وسندخل فى الشريحة الثانية التى تنحصر بين ٥٠ و٢٠٠ كيلو وات وتسعر بـ١١ قرشاً لكل كيلو وات وستبلغ قيمة الاستهلاك ١٩.٥ جنيه، تقريباً،
وبإضافة ثلاث مراوح تعمل بمعدل ١٦ ساعة يوميا، فسنستهلك «٣٥٠ كيلو وات» وندخل فى الشريحة الثالثة التى تنحصر بين ٢٠٠ و٣٥٠ كيلو وات ويبلغ سعر الكيلو وات فيها ١٦ قرشاً وتكون قيمة الاستهلاك فى حدود ٤٣ جنيهاً، وإذا أضفنا مكيفاً ١.٥ حصان ويعمل بمعدل ٣.٥ ساعة يومياً إلى الأجهزة السابقة، فسيكون الاستهلاك حوالى ٦٥٠ كيلو وات ونكون فى الشريحة الرابعة بين ٣٥٠ و٦٥٠ كيلو وات وسعر الكيلو وات فى هذه الشريحة ٢٤ قرشاً وقيمة الاستهلاك ستصبح ١١٥ جنيهاً،
أما إذا رفعنا المعدل اليومى لتشغيل المكيف إلى ٨ ساعات، فسيكون الاستهلاك حوالى ١٠٠٠ كيلو وات ونصل بهذا الاستهلاك إلى الشريحة الخامسة التى تكون بين ٦٥٠ و١٠٠٠ كيلو وات وسعر الكيلو وات


benyoucef flower lol! Basketball
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
nesrine



عدد الرسائل: 3
العمر: 19
العمل: étudiante
تاريخ التسجيل: 15/10/2011

مُساهمةموضوع: رد: اهم مصادر الطاقة   السبت أكتوبر 15, 2011 9:25 pm

merciiiiiiiiiii beaucoup
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
wassila



عدد الرسائل: 3
العمر: 20
العمل: طالبة
تاريخ التسجيل: 27/12/2011

مُساهمةموضوع: رد: اهم مصادر الطاقة   الثلاثاء يناير 10, 2012 2:39 pm

شكراااااااااااااااااااااااااااااا queen
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 

اهم مصادر الطاقة

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

 مواضيع مماثلة

-
» كل التفاصيل عن ماجستير دالي ابراهيم 2011-2012(التخصصات،المواد وفق مصادر رسمية )
» ترشيد استهلاك الطاقة ◄
» إعداد مشروب الطاقة المهم لكل الرياضيين وبالأخص لاعبي كمال الاجسام

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتدى الرياضيات ::  :: -