تاریخچه الکتریسیته
علم الکتریسیته به دوران باستان بر می گردد که تاریخ دقیق آن مشخص نیست. اما برخی تولد آن را به مشاهده معروف تالس ملطی (Thales of Miletus) در ۶۰۰ سال قبل از میلاد ارجاع می دهند که در آن زمان تالس متوجه شد که یک تکه کهربای مالش داده شده خرده های کاه را می رباید، یا اینکه در یک تجربه عادی دیده ایم که وقتی یک شانه کائوچویی سخت را با پارچه پشمی مالش دهیم، شانه ریزه های کوچک کاغذ را جذب می کند. در اثر مالش این دو جسم به یکدیگر هم کائوچو و هم پشم خاصیت جدیدی پیدا می کنند. یعنی باردار می شوند، از این آزمایش برای معرفی مفهوم بار الکتریکی استفاده می شود.

منشا الکتریسیته
طبق نظریه الکترونی اتم، یک اتم از ذرات کوچکتری به نام های الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده است. که الکترون ها دارای بار منفی و پروتون ها دارای بار مثبت و نوترون ها بدون بار هستند. تعداد الکترون ها و پروتون های یک اتم در حالت عادی برابر است. بنابراین، اتم در حالت عادی از نظر بار الکتریکی، «خنثی» است.
در اثر تماس، نزدیکی و یا برخورد اجسام بر همدیگر میان اجسام اندازه حرکت خطی مبادله می شود. در اثر تغییر اندازه حرکت نیرو هایی ایجاد می شود. چگونگی شکل گیری این نیروها به ساختار اتمی تشکیل دهنده اجسام برمی گردد. به عبارتی این نیروها منشأ الکتریکی و مغناطیسی دارند. در اثر مالش اجسام بر همدیگر، جسمی که در اتم های تشکیل دهنده خود اتمی از نوع دهنده الکترون داشته باشد، الکترون خود را به جسم دیگر که نسبت به آن خاصیت الکترونگاتیوی بیشتری دارد، می دهد و مبادله الکترون بین اتم ها و در نهایت اجسام منجر به تولید الکتریسیته می شود.

تقسیمات الکتریسیته
1. الکتریسیته ساکن (الکتریسیته مالشی): اگر یک میله شیشه ای را به پارچه پشمی مالش دهیم، هردو جسم دارای بار می شوند. زیرا شیشه تعدادی الکترون از دست می دهد. و پارچه الکترون می گیرد. پس شیشه دارای بار مثبت و پارچه به همان مقدار دارای بار منفی می گردد. بار ایجاد شده در شیشه و پارچه در محل تماس باقی می ماند.

۲. الکتریسیته القایی: اگر میله با بار منفی را به دو کره فلزی بدون باری که باهم در تماس بوده و توسط پایه های عایقی از زمین جداشده باشند، نزدیک کنیم. قبل از دور کردن میله، بدون دست زدن به پوسته کرات آن ها را از هم جدا کنیم. کره نزدیک به میله دارای بار مثبت و کره دور از آن دارای منفی خواهد بود که مقدار بار روی کرات برابرند. این نوع بار دارشدن را «باردار شدن به روش القاء یا مجاورت» می نامند.

۳. الکتریسیته جاری: عبور پیوسته الکترون از یک هادی را الکتریسیته جاری گویند. خلاف جهت حرکت الکترون را جهت قراردادی جریان الکتریکی جریان الکترونی انتخاب می نامند. عامل برقراری جریان ثابت، اختلاف پتاسیل ثابتی می باشد، که در دو سر هادی برقرار است. و وسایل تولید این اختلاف پتاسیل ثابت پیل های شیمیایی، ژنراتورها و دیناموها می باشند.

کاربردهای الکتریسیته
کابردهای الکتریسیته یا نیروی برق بر کسی پوشیده نیست و به قوت می شود گفت که امروزه بدون آن، نمی توان زندگی کرد. با این حال عمده ترین کاربردهایش عبارتند از:
– الکتریسیته در صنعت
– الکتریسیته در لوازم برقی خانگی
– الکتریسیته برای تولید انرژی نورانی
– الکتریسیته برای تولید انرژی حرارتی
– الکتریسیته در پزشکی
– الکتریسیته در دندانپزشکی
– و … .

تولید الکتریسیته
تولید الکتریسیته اولین فرایند در ارائه الکتریسیته به مصرف کننده ها می باشد. سه فرایند دیگر انتقال توان الکتریکی، توزیع الکتریسیته و فروش الکتریسیته است.
اهمیت تولید الکتریسیته، انتقال و توزیع آن زمانی کشف شد که معلوم شد الکتریسیته برای تهیه گرما، روشنایی و توان مورد نیاز برای دیگر فعالیت های انسانی، مفید است. تولید الکتریسیته غیر متمرکز نیز زمانی ممکن شد که کارشناسان فهمیدند خطوط برق جریان متناوب می توانند الکتریسیته را با قیمت ارزان در طول فواصل بلند و توسط بهره برداری از مزیت قابلیت تبدیل ولتاژ با استفاده از ترانسفورماتورهای توان، انتقال دهند.
برای مدت ۱۲۰ سال، الکتریسیته از منابع مختلف انرژی پتانسیل و به منظور فراهم آوردن انرژی فن آوری های بشر، تولید می شد. اولین نیروگاه برق توسط چوب راه اندازی شد، در حالیکه امروزه نیروگاه ها با نفت، گاز طبیعی، زغال سنگ، سیستم برق آبی و انرژی هسته ای و به میزان کمی با هیدروژن، انرژی خورشیدی، کنترل جزر و مد و ژنراتورهای بادی کار می کنند. تولید و توزیع الکتریسیته اغلب در دستان بخش خصوصی یا دولتی که خدمات رفاهی عمومی را در اختیار دارند، بوده است. در سال های اخیر برخی دولت ها بعنوان بخشی از حرکتی برای اعمال فشار بازار به حقوق انحصاری، شروع به خصوصی سازی یا شرکتی کردن این خدمات رفاهی کرده اند. بازار الکتریسیته نیوزیلند مثالی از این نوع است.
تقاضای الکتریسیته را می توان به دو صورت برطرف کرد. روش اول که تا کنون برای خدمات رفاهی به کار می رفته است، ساختن پروژههای بزرگ تولید و ارسال الکتریسیته لازم به اقتصادهای سوختی در حال رشد، است. بسیاری از این پروژه ها دارای تأثیرات زیست محیطی نامطلوب نظیر آلودگی هوا یا آلودگی تشعشعی و آب گرفتگی بخش وسیعی از زمین، هستند.
تولید پراکنده بعنوان روش جدیدی (روش دوم) برای برطرف کردن تقاضای الکتریکی، در نزدیکی مصرف کننده ها شناخته شده است. پروژه های کوچک تر پراکنده دارای خصوصیات زیر هستند:
– حفاظت در برابر خاموشی های برق ناشی از متوقف کردن نیروگاه های غیر متمرکز یا خطوط انتقال به منظور تعمیر، فریب بازار یا توقف های اضطراری.
– کاهش آلودگی.
– اجازه دادن به بازیگران کوچک تر برای ورود به بازارهای انرژی.