التصنيف: الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

تتعرض الدوائر الإلكترونية أثناء عملها فى الأجهزة المختلفة إلى العديد من العوامل التى قد تؤثر على أدائها أو تتسبب فى ظهور الأعطال بها من أمثلة هذه العوامل نجد :

1- الحرارة :

والتى تنشأ أثناء عمل الدوائر الإلكترونية وذلك نتيجة فقد بعض الطاقة الكهربية فى مكوناتها المختلفة يتسبب ارتفاع درجة حرارة بعض العناصر الإلكترونية (مثل الثنائيات شبه الموصلة والترانزيستورات وبعض الدوائر المتكاملة) فى تلف أجزائها الداخلية كذلك يتسبب ارتفاع درجة الحرارة فى فك بعض اللحامات الخاصة بالدوائر المطبوعة مما يؤدى إلى حدوث قطع فى مسارات الإشارات أو فى عدم وصول جهود التغذية بالتيار المستمر إلى أطراف وعناصر الدوائر الإلكترونية وبالتالى تعطلها عن العمل. ولهذا يجب توفير مصدر جيد للتهوية يعمل على تشتيت الحرارة الناشئة أثناء تشغيل الدوائر الإلكترونية وعدم تراكمها مع زمن التشغيل.

2- الإرتفاع والإنخفاض المفاجىء فى التيار الكهربى :

حيث يؤدى بدوره إلى تغير مفاجىء فى تيار وجهد التغذية مما قد يؤدى تلف بعض مكونات الدوائر الإلكترونية ولهذا يجب الإستعانة بمنظمات التيار الكهربى Stabilizers بهدف حماية الأجهزة علاوة على الإستعانة بوحدات التغذية والتى تحتوى على منظمات الجهد والتيار بهدف ضمان استقرار وثبات نقط تشغيل الدوائر وعناصرها الإلكترونية عند القيم التى صممت عليها.

3- المجالات الكهربية والمغناطيسية :

والتى تنشأ عند وجود الدوائر الإلكترونية بجوار أجهزة أخرى تنبعث منها مجالات كهربية أو مغناطيسية حيث تؤثر هذه المجالات على عمل مكونات الدوائر المختلفة ولهذا يجب حماية الدوائر الإلكترونية بوضعها داخل أوعية معدنية متصلة بالأرضى وبالتالى التخلص من تأثيرات هذه المجالات.

4- تأكل موصلات الدوائر المطبوعة Printed Circuit

وكذلك تأكل أطراف أسلاك توصيل الدوائر وذلك بفعل المؤثرات الجوية والتفاعلات الكميائية حيث تتأكل هذه الموصلات المعدنية أو تتكون طبقات من الأكسيد على أطرافها وبالتالى تصبح غير موصلة للإشارات فيحدث قطع فى مسارات الإشارة أو عدم وصول تيار التغذية إلى العناصر المختلفة ولهذا يجب طلاء موصلات الدوائر المطبوعة وكذلك أطراف التوصيل بمواد حافظة لحمايتها ضد المؤثرات الجوية.

وكما نرى فأن أسباب الأعطال فى الدوائر الإلكترونية كثيرة ومتعدده من ناحية أخرى توجد هناك عدة طرق يمكن بها حماية أجزاء الدوائر من التلف إلا أن هذه الطرق تكون مكلفة الأمر الذى يؤدى إلى إرتفاع تكلفة الأجهزة الإلكترونية وبالتالى عدم إنتشار أو شيوع استخدامها على نطاق واسع.

من الناحية العملية تحاول الشركات الصناعية تحقيق قدر من الموائمة بين إنتاج دوائر إلكترونية بها سبل الحماية التلقائية لها وبين التكلفة النهائية لمنتجاتها فى الأسواق المنافسة وهذا فى حد ذاته يلقى الضوء على أسباب أعطال الدوائر الإلكترونية يتمثل فى عدم وجود نظم حماية تلقائية Protection لأجزائها المختلفة مثال :

1- نظم الحماية ضد زيادة الحمل OverLoad Protection
2- نظم الحماية ضد الصدمات Mechanical Protection
3- نظم الحماية ضد سوء الإستخدام Misuse Protection

**مبادىء تشخيص الأعطال فى الدوائر الإلكترونية :

تعتمد عملية تشخيص الأعطال فى الدوائر الإلكترونية على عدد من خطوات التفكير المنطقى تتطلب فهم لنظرية وطريقة عمل كل دائرة على حدة ألا أن هناك بعض الأسس الثابتة والتى يمكن الإستعانة بها عند تشخيص الأعطال فى عدد كبير من الدوائر
ان بعض أعطال الدوائر الإلكترونية تنشأ نتيجة لعدم توصيلها أو تشغيلها بالطريقة الصحيحة . فى هذه الحالة يجب مراجعة بعض التوصيلات فى الدائرة والتأكد من توصيل مصادر التغذية وبالقيمة والقطبية الصحيحة . أما إذا تبين لنا وجود عطلا حقيقيا بالدائرة فعلينا أن نلقى نظرة فاحصة وشاملة على عناصر الدائرة بهدف اكتشاف أى مظهر من مظاهر التلف الظاهرى حيث يساعد هذا كثيرا فى سرعة تتبع الأعطال أما إذا لم نجد أى مظهر من مظاهر التلف الظاهرى فى هذه الحالة نبدأ باستخدام أجهزة القياس المناسبة لتتبع العطل .

**تشخيص أسباب احتراق أو تلف العناصر الإلكترونية فى الدوائر :

عند اكتشاف بعض العناصر فى الدوائر الإلكترونية يتعين علينا عدم الإكتفاء باستبدال هذه العناصر بأخرى جديدة بل يجب التعرف على الأسباب المحتملة التى قد أدت إلى تلفها وبصفة عامة يمكن تقسيم أسباب تلف العناصر الإلكترونية كما يلى :

1- أسباب داخلية :
تتعلق بجودة تصنيع العنصر ذاته وبالتالى قدرته على الإستمرار فى أداء وظائفه لفترة زمنية لا تقل عن عمره النظرى أو الإفتراضى.

2- أسباب خارجية :
تتمثل فى مجموعة الدوائر المساعدة والمحيطة بالعنصر والتى تقوم بتحديد قيم الجهد وشكل التيارات الواصلة إلى هذا العنصر وبالتالى تحديد نقطة تشغيله كما وردت فى التصميم النظرى لهذه الدائرة.

وكما نرى فإن من أسس الصيانة والإصلاح بالنسبة للدوائر الإلكترونية هو ضرورة تتبع ومعرفة الأسباب المحتملة لتلف العناصر الإلكترونية.

1- المقاومة الكربونية Carbon resistance

عند مرور تيار كبير فى المقاومة الكربونية بحيث يتعدى قيمة القدرة المقننة Rating Power لعملها فإن المقاومة تحترق ويظهر هذا عليها بوضوح. فى هذه الحالة وقبل تغيير المقاومة بأخرى لها نفس القيمة ونفس قيمة القدرة يجب التأكد من عدم وجود قصر ShortCircuit بين طرف دخول التيار إلى هذه المقاومة وبين الأرضى ويتم ذلك باستخدام جهاز الأفوميتر بعد ضبطه على وضع الأوم.

2- مكثفات الربط Coupling Capacitor:-

عادة يكون تلف مكثفات الربط نتيجة عملها لمدة طويلة وتأثرها بارتفاع درجة الحرارة وفى هذه الحالة يكتفى بتغير المكثف التالف بأخر له نفس القيمة.

3- المكثف الكميائى Chemied Capacitor:-

تتأثر المكثفات الكميائية بارتفاع درجة الحرارة وكذلك بارتفاع قيمة الجهد الواصل إليها . فى هذه الحالة يتم تغيير المكثف التالف بأخر له نفس القيمة ونفس قيمة جهد التشغيل والذى نجده مدون على جسم المكثف ثم يتم قياس قيمة الجهد الواصل إليه أثناء التشغيل وذلك باستخدام جهاز الأفوميتر بعد ضبطه على وضع قياس الجهد المستمر DC واختيار مقاس الجهد المناسب.

4- ثنائى شبه الموصل لتوحيد التيار Semi-Conductor Rectification Diode

يحدث تلف ثنائيات شبه الموصل عند مرور تيار كبير بها يتعدى القيمة المقننة لتشغيلها . فى هذه الحالة يتم فك الثنائيات من الدائرة المطبوعة ثم التأكد من عدم وجود قصر بين أصراف خرجها (الموجودة على الدئرة المطبوعة) وبين الأرضى . فإذا تأكدنا من عدم وجود قصر يتم تركيب ثنائيات جديدة لها نفس الأرقام أو أرقام بديلة ثم نقوم بقياس جهد خرج الثنائيات أثناء عملها والتأكد من تطابقه مع القيمة المدونة على الدائرة النظرية.

5- ثنائى زنر Zener Diode :-

يحدث تلف الزينر عند زيادة الجهد الواصل إليه عن القيمة المسموح بها فى هذه الحالة يتم تغيير الزينر بأخر له نفس الرقم ثم التأكد من أن الجهد الواصل إليه يقع فى حدود القيمة المسموح بها.

6- محول خفض أو رفع التيار :

تتأثر المحولات الكهربية بارتفاع درجة حرارتها أثناء التشغيل مما يؤدى إلى تلف عازل الملفات بها وبالتالى حدوث قصر بين ملفاتها. من ناحية أخرى عند حدوث ارتفاع مفاجىء فى جهد مصدر التيار الكهربى فإن هذا قد يؤدى إلى إنصهار وبالتالى قطع فى إحدى ملفات الملف الإبتدائى الواصل إلى المنبع فى هذه الحالة يتعين :

* فصل دخل المحول عن التيار الكهربى.
* فصل خرج المحول عن دائرة التوحيد.
* قياس قيم مقاومات الملف الإبتدائى وكذلك الملفات الثانوية فإذا تبين وجود قصر Short أو قطع Open فى إحدى الملفات يتم تغيير المحول بأخر له نفس الجهد والتيار المقننة وذلك بعد إجراء الخطوات التالية :

– قياس جهد المنبع والتأكد من أن قيمته تقع فى الحدود المسموحة.
– التأكد من عدم تلف ثنائيات (أو قنطرة) التوحيد .
– التأكد من عدم تلف مكثف التنعيم الكيميائى.
– التأكد من عدم وجود قصر بين طرف خرج الجهد المستمر وبين الأرضى.

7- الترانزستور :

يحدث تلف الترانزستور إما بسبب العوامل الداخلية التى ذكرناها من قبل أو نتيجة لاختلال فى جهود الانحياز الواصلة إليه عن طريق المقاومات المتصلة به.كذلك نجد أن حدوث قصر فى دائرة حمل الترانزستور تؤدى أيضا لتلفة فى هذه الحالة يجب فك أطراف الترانزستور وقياس المقاومة بين أطرافه باستخدام جهاز الأفوميتر حيث يجب أن تتطابق هذه القياسات مع قياسات الثنائيات الموضحة فى الشكل . فإذا تأكدنا من تلف الترانزستور فيجب التأكد أولا من سلامة عناصر دائرة الإنحياز الخاصة بهذا الترانزستور المستبدل له نفس الرقم أو الرقم البديل.

8- الدوائر المتكاملة :

عند ظهور أعراض ظاهرية للتلف على دائرة متكاملة فى هذه الحالة يجب فحص دائرة حملها وكذلك عناصر دائرة الإنحياز لها والتأكد من عدم وجود قصر أو قطع فى هذه الدوائر فإذا تأكدنا من ذلك فإنه من الراجح أن يكون سبب تلفها هو سبب داخليا وعلينا باستبدالها بأخرى لها نفس الرقم.

الفرق بين المغانطيس و المواد الأخرى
في المغناطيس تترتب جزيئات المادة في اتجاه واحد و لكن في جزيئات المادة غير المغناطيسية لا تترتب المادة و تكون مبعثرة. المغنطيس بالإنجليزية يسمى magnet

كلام العلماء عن المغناطيس
أشار البيروني إلى رواسب المغناطيس في شرقي أفغانستان وبين أن الأجزاء السطحية من تلك الرواسب ضعيفة المغناطيسية بالمقارنة مع الأجزاء الداخلية منها ، والسبب هو تعرض الأجزاء السطحية من تلك الرواسب للشمس. وشبه العلماء المسلمون الحديد وحجر المغناطيس بالعاشق والمعشوق، فالحديد ينجذب إلى المغناطيس كانجذاب العاشق إلى المعشوق.

وبين العلماء المسلمون أن حجر المغناطيس يجذب برادة الحديد حتى لو كان هناك فاصل بينهما، بل إنه يجذب إبرة الحديد إليه، وهذه الإبرة تجذب بدورها إبرة أخرى إذا قربت منها وهكذا حتى لترى إبر الحديد مرتبطة مع بعضها بقوة غير محسوسة. وبجانب القوة الجاذبة للمغناطيس فإن له قوة طاردة أيضا، فإذا وضع مغناطيس فوق ربوة يسكنها النمل، هجرها النمل على الفور. وقد ذكر العلماء المسلمون ومنهم القزويني و شيخ حطين بعض عوامل فقدان المغناطيس لقوته الجاذبة ويكون ذلك إذا دلك بقطعة من الثوم أو البصل، وعندما ينظف المغناطيس من رائحة الثوم أو البصل، ويغمر في دم ماعز وهو دافئ عادت إليه خاصيته.

وبين العلماء المسلمون أن السكين أو السيف يكتسبان صفة المغناطيس إذا حُكا في حجر المغناطيس. ويحتفظ كل من السيف والسكين بخواصه المغناطيسية لفترة طويلة قد تصل إلى قرن من الزمان. ودرسوا الخواص المغناطيسية لحجر المغناطيس في الفراغ ومنهم الرازي الذي كتب رسالة بعنوان : علة جذب حجر المغناطيس للحديد ، وبين التيفاشي أن سبب انجذاب الحديد للمغناطيس هو اتحادهما في الجوهر (أي أن لهما تركيبا كيميائيا واحدا بلغة هذا العصر) . وتحدث العرب عن القوة الجاذبة وأوضحوا أن هناك علاقة بين بعض المعادن وبعضها الآخر فمثلا ذكر شيخ حطين في نخبة الدهر أن الذهب هو مغناطيس الزئبق. ولم يكن غريبا أن ينسج الإنسان في العصور القديمة بعض الأساطير حول حجر المغناطيس.

وعرف بعض القدماء، ومنهم الإغريق والصينيون القدماء، أيضًا مادة صلبة أخرى يمكنها جذب الأشياء، وهي المادة المسماة اللودستون أو الماجنتيت. وهو معروف اليوم بأنه مغنطيس طبيعي ميال إلى جذب الأجسام الحديدية الثقيلة، بينما يجذب الكهرمان الأشياء الخفيفة مثل القش. وفي عام 1551م أثبت عالم الرياضيات الإيطالي جيرولامو كاردانو، والمعروف أيضًا باسم جيروم كاروان، أن التأثيرات الجذبية لكل من الكهرمان والماجنتيت لابد أن تكون مختلفة. وكان كاردانو أول من لاحظ الفرق بين الكهرباء والمغنطيسية.

وفي عام 1600م، أوضح الفيزيائي البريطاني وليم جيلبرت أن بعض المواد، مثل الزجاج والكبريت والشمع، ذات خواص شبيهة بخواص الكهرمان. فعند دلكها بقماش تكتسب هذه المواد خاصية جذب الأشياء الخفيفة. وقد سمى جيلبرت هذه المواد الكهربيات، ودرس خواصها، وخلص إلى أن تأثيراتها ربما تُعزى إلى نوع من السوائل. ونحن نعرف اليوم أن ما سماها جيلبرت الكهربيات هي عوازل جيدة للكهرباء.

تجارب الشحنة الكهربائية. في ثلاثينيات القرن الثامن عشر وجد العالم الفرنسي تشارلز دوفاي أن القطع الزجاجية المشحونة تجذب المواد الشبيهة بالكهرمان، ولكنها تتنافر مع المواد الشبيهة بالزجاج، واستنتج من ذلك أن هناك نوعين من الكهرباء سماهما الكهرباء الزجاجية (للمواد الشبيهة بالزجاج)، والكهرباء الراتينجية (للمواد الشبيهة بالكهرمان). وبذلك استطاع دوفاي التوصل إلى نوعي الشحنات الكهربائية السالبة والموجبة، بالرغم من أنه اعتقد أنهما نوعان من “السوائل الكهربائية”.

بدأ العالم ورجل الدولة الأمريكي بنجامين فرانكلين تجاربه على الكهرباء في عام 1746م. وقد بنى هذه التجارب على اعتقاد مفاده أن هناك نوعًا واحدًا من السوائل الكهربائية. فالأجسام التي تحمل كمية كبيرة من السائل تتنافر، بينما تتجاذب الأجسام التي تحمل كمية قليلة من السائل. وإذا لامس جسم به فائض من السائل جسمًا آخر قليل السائل يتقاسم الجسمان السائل. وقد أوضحت فكرة فرانكلين كيف تلغي الشحنات المتضادة بعضها بعضًا عندما تتلامس.

استخدم فرانكلين مصطلح موجب للإشارة لما اعتقد أنه فائض من سائل، كما استخدم مصطلح سالب لنقصان السائل. ولم يعرف فرانكلين أن الكهرباء ليست سائلاً، بل يرتبط بشحنات الإلكترونات والبروتونات. ونحن نعرف اليوم أن الأجسام المشحونة بشحنة موجبة تحمل عددًا قليلاً من الإلكترونات، بينما تحمل الأجسام المشحونة بشحنة سالبة فائضًا من الإلكترونات.

وفي عام 1572م، أجرى فرانكلين تجربته الشهيرة التي أطلق فيها طائرة ورقية أثناء عاصفة برقية، حيث اكتسب كل من الطائرة والخيط شحنة كهربائية، فاعتقد فرانكلين أن السحب نفسها مشحونة أيضًا بالكهرباء، كما رسخ في اعتقاده أن البرق شرارة كهربائية هائلة. ومن حسن حظ فرانكلين أن البرق لم يمس الطائرة، إذ ربما أدى ذلك إلى قتله.

وفي عام 1767م، صاغ العالم الإنجليزي جوزيف بريستلي القانون الرياضي الذي يوضح كيف تضعف قوة الجذب بين الجسمين المشحونين بشحنات متضادة كلما زادت المسافة بين الجسمين. وفي عام 1785م، أكد العالم الفرنسي شارل أوغسطين دو كولمبو قانون بريستلي، بنفس الشحنة. ويطلق على هذا المبدأ اليوم اسم قانون كولمبو.

وفي عام 1771م، وجد عالم التشريح الإيطالي لويجي جالفاني أن رجل الضفدعة المقتولة حديثًا ترتعش إذا لُمست بفلزين مختلفين في الوقت نفسه، وحظيت هذه التجربة بانتباه شديد. وفي أواخر تسعينيات القرن الثامن عشر قدم الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا تفسيرًا لذلك، حيث أوضح أن تفاعلاً كيميائيًا يحدث في المادة الرطبة الملامسة لفلزين مختلفين، وينتج عن التفاعل الكيميائي تيار كهربائي. وهذا التيار هو الذي أدى إلى ارتعاش رجل الضفدعة في تجربة جالفاني. جمع فولتا أزواجًا من الأقراص يتكون كل منها من قرص من الفضة وقرص من الخارصين، وفصل بين الأزواج بورق أو قماش مبلل بالماء المالح. وبرص عدد من هذه الأقراص صمم فولتا أول بطارية، وأطلق عليها اسم عمود فولتا.

وتلا ذلك العديد من التجارب على عمود فولتا وعلى الدوائر الكهربائية. واستنبط الفيزيائي الألماني جورج أوم قانونًا رياضيًا يحدد العلاقة بين التيار والفولتية والمقاومة لمواد معينة. وحسب قانون أوم، الذي نشر في عام 1827، تدفع الفولتية الكبيرة تيارًا كبيرًا عبر مقاومة معينة. وبالإضافة إلى ذلك تدفع فولتية معلومة تيارًا كبيرًا عبر المقاومة الصغيرة.

الكهرباء والمغنطيسية. في عام 1820م، وجد الفيزيائي الدنماركي هانز أورستد أن التيار الكهربائي الذي يسري قرب إبرة بوصلة يجعل الإبرة تتحرك. وقد كان أورستد أول من أوضح وجود علاقة محددة بين الكهرباء والمغنطيسية. وخلال عشرينيات القرن التاسع عشر اكتشف أندريه ماري أمبير العلاقة الرياضية بين التيارات والمجالات المغنطيسية. وتعد هذه العلاقة، التي عرفت بقانون أمبير، أحد القوانين الأساسية في الكهرومغنطيسية.

وفي أوائل ثلاثينيات القرن التاسع عشر اكتشف العالم الإنجليزي مايكل فارادي والفيزيائي الأمريكي جوزيف هنري، كل على انفراد، أن تحريك مغنطيس قرب ملف سلكي، يولد تيارًا كهربائيًا في السلك. وأوضحت تجارب تالية أن تأثيرات كهربائية تحدث في أي وقت يحدث فيه تغيير في مجال مغنطيسي. وتبنى التسجيلات السمعية والبصرية والأقراص الحاسوبية والمولدات الكهربائية على هذا المبدأ.

وقد جمع الفيزيائي الأسكتلندي جيمس كلارك ماكسويل كل القوانين المعروفة، ذات العلاقة بالكهرباء والمغنطيسية، في مجموعة واحدة من أربع معادلات. وتصف قوانين ماكسويل، التي نشرت في عام 1865م، بوضوح، كيف تنشأ المجالات الكهربائية والمغنطيسية وتتداخل. وقدم ماكسويل طرحًا جديدًا يقضي بأن المجال الكهربائي المتغير ينتج مجالاً مغنطيسيًا، وقاده ذلك إلى افتراض وجود الموجات الكهرومغنطيسية، المعروفة الآن بأنها تشمل الضوء والموجات الراديوية والأشعة السينية. وفي أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر أوضح الفيزيائي الألماني هينريتش هرتز كيفية توليد الموجات الراديوية، والكشف عنها، ودعم بذلك افتراض ماكسويل. وفي عام 1901م، استطاع المخترع الإيطالي جوليلمو ماركوني نقل الموجات الكهرومغنطيسية عبر المحيط الأطلسي، ممهدًا بذلك لمرحلة الإذاعة والتلفاز وأقمار الاتصالات والهواتف الخلوية.

إنجازات تاريخية في الكهرباء
العصر الإلكتروني. اعتقد الفيزيائي الأيرلندي ج. جونستون ستوني أن التيار الكهربائي ينتج عن حركة جسيمات صغيرة جدًا، مشحونة كهربائيًا. وفي عام 1891م، اقترح أن تسمى هذه الجسيمات الإلكترونات. وفي عام 1897م، أثبت الفيزيائي الإنجليزي جوزيف جون طومسون وجود الإلكترونات، وأوضح أنها تدخل في تركيب كل الذرات. وفي بحث نشر في عام 1913م، قاس الفيزيائي الأمريكي روبرت ميليكان بدقة شحنة الإلكترون.

وفي أواخر القرن التاسع عشر، اكتشف العلماء أن الإلكترونات يمكن فصلها عن أسطح الفلزات وتفريغها في صمام مفرغ. والصمام المفرغ أنبوب زجاجي أزيل عنه معظم الهواء، ويحتوي على أقطاب متصلة بأسلاك تمتد عبر الزجاجة. ويؤدي ربط بطاريات إلى الأقطاب إلى سريان تيار من الإلكترونات داخل الصمام. ويمكن ضبط التيار بالتحكم في الفولتية. وتستطيع الصمامات المفرغة تضخيم التيارات الكهربائية الضعيفة ودمجها والفصل بينها. وقد مهد هذا الاختراع الطريق لصنع أجهزة المذياع والتلفاز وغيرها من التقنيات.

وفي عام 1947م، اخترع الفيزيائيون الأمريكيون جون باردين ووالتر براتين ووليم شوكلي الترانزستور. وتؤدي الترانزستورات نفس وظائف الصمامات المفرغة، ولكنها أصغر من الصمامات المفرغة، وأكثر تحملاً، وتستهلك طاقة أقل. وبحلول ستينيات القرن العشرين حلت الترانزستورات محل الصمامات المفرغة في معظم المعدات الإلكترونية. ومنذ ذلك التاريخ تمكنت شركات الإلكترونات من تصغير حجم الترانزستور إلى حد كبير. واليوم توضع ملايين الترانزستورات، المتصلة بعضها ببعض، في رقاقة واحدة تسمى الدائرة المتكاملة.

التطورات الأخيرة. يزداد الطلب العالمي على الطاقة الكهربائية عامًا بعد عام. وتأتي معظم الطاقة الكهربائية التي نستخدمها من محطات القدرة التي تحرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والزيت والغاز الطبيعي. ويأتي جزء من الطاقة الكهربائية من المحطات النووية والكهرمائية (محطات القدرة المائية)، بينما تأتي كميات صغيرة من الخلايا الشمسية وطواحين الهواء وغيرها من المصادر.

وتثير محدودية مخزون الأرض من الوقود الأحفوري، واحتمال نفاده، قلق الكثيرين. ومن المشاكل الأخرى أن طرق توليد الطاقة الكهربائية المستخدمة حاليًا قد تضر البيئة. ولذلك يحاول العلماء والمهندسون، كما تحاول شركات القدرة الكهرمائية، إيجاد مصادر بديلة للطاقة الكهربائية. ومن هذه البدائل الطاقة الشمسية والجيوحرارية وطاقة الرياح وطاقة المد والجزر. انظر: مخزون الطاقة (المشكلات؛ التحديات).

ويأمل العديد من العلماء أن يؤدي استخدام نبائط كهربائية جديدة إلى الحد من الطلب المتزايد على الطاقة الكهربائية. فالحواسيب على سبيل المثال، قد تتحكم في أنظمة الإنارة التي توفرها المصابيح الضوئية العادية، ولكنها تستهلك خمس الطاقة الكهربائية التي تستهلكها هذه المصابيح. وتمكن الحواسيب ونظم الاتصالات الحديثة الناس من العمل في المنازل، مما يوفر الطاقة المستهلكة في المواصلات