ستتعرف في هذا المقال على وحدة قياس القدرة الكهربائية, وهو من الأسئلة التي تم طرحها عبر المنصات التعليمية ومحركات البحث جوجل، ويعد السؤال من الأسئلة المنهجية ضمن مقررات ومنهاج المملكة العربية السعودية، تعرف القدرة الكهربائية على انها المعدل الزمني لتدفق الطاقة الكهربائية داخل دائرة كهربائية، وحدة قياس القدرة الكهربائية, فتابع القراءة لمعرفة وحدة قياس القدرة الكهربائية.
تعريف القدرة الكهربائية
تعرَّف القدرة الكهربائية (بالإنجليزية: Electric Power) بأنّها كمية قياسية تُعبِّر عن معدل نقل الطاقة الكهربائية بواسطة دارة كهربائية خلال مدة زمنية معينة، ويُرمز للقدرة الكهربائية في اللغة الإنجليزية بالرمز (P) وتُقاس بوحدة الواط (جول/ثانية)، ورمزها (W).
كما تُعبّر القدرة الكهربائية عن مقدار الطاقة الكهربائية المُستهلكة من سلك كهربائي فرق الجهد الكهربائي بين طرفيه واحد فولت ويمر فيه تيار كهربائي مقداره واحد أمبير خلال ثانية واحدة.
وحدة قياس القدرة الكهربائية
تُقاس القدرة الكهربائية (بالإنجليزية: Electrical Power) بوحدة الواط (بالإنجليزية: Watt) حسب النظام المتري للوحدات نسبةً للمهندس السكوتلندي جيمس واط، وتُعبّر القدرة الكهربائية عن معدّل استهلاك أو انتقال كمية من الطاقة في وحدة الزمن، وهذا يعني أنّ 1 واط = 1 جول/ ثانية، وعادةً ما يتمّ الإشارة إلى سعة توليد الكهرباء في محطات التوليد بمضاعفات قيمة الواط مثل الميجا واط (MW) والجيجا واط (GW).
قانون القدرة الكهربية
إنّ القدرة الكهربائية مثل الطاقة الميكانيكية تُعبر عن معدل القيام بالعمل ووحدتها الواط ويرمز لها بالرمزP، وهي الطاقة الكهربائية بالواط التي يُنتجها التيار الكهربائي الذي بدوره يتكون من سيل من الشحنات -كولوم Q- بفترة زمنية -ثانية t- وتمر بفرق جهد كهربائي -فولت V-، وبالتالي هنالك طريقتين لقانون القدرة الكهربائية هما:
- القدرة الكهربائية (P)= فرق الجهد الكهربائي (V)* التيار الكهربائي(I) حيث إنّه يُمكن إيجاد التيار الكهربائي من العلاقة: التيار الكهربائي(I)= الشحنة الكهربائية(Q)/الزمن(t)، حيث تكون الشحنة بوحدة كولوم ويقاس الزمن بالثانية وفرق الجهد بالفولت والتيار الكهربائي بالأمبير.
- القدرة الكهربائية (P)= الطاقة الكهربائية (E)/ الزمن(t) حيث إنّ الطاقة الكهربائية تقاس بالجول والزمن بالثانية، والقدرة الكهربائية هي كمية الطاقة لكل وحدة زمنية، وتختلف طرق حل مسائل القدرة الكهربائية حسب معطيات المسائل وعلى أساسه يتم تحديد القانون المستخدم.
أنواع القدرة الكهربائية
تصنّف القدرة الكهربائية إلى نوعين بناءً على نوع التيار الكهربائي المتدفق في الدارّة الكهربائية، وهما نوعان كالآتي:
- قدرة التيار المباشر
(بالإنجليزية: Direct current power) ويُرمز له بالرمز (DC)، وسمّي بالتيار المباشر لأنه يوفِّر الطاقة الكهربائية بشكل مستمر دون انقطاع من خلال مصدر تيار كهربائي أُحادي الاتجاه ومستمر، كالبطارية والخلية الكهروضوئية.
- قدرة التيار المتردد
(بالإنجليزية: Alternating Current power) ويُرمز له بالرمز (AC)، وسمّي بالتيار المتردد لأنه تيار كهربائي يتغير اتجاهه بشكل دوري، مما يُغيّر قيمتي الجهد الكهربائي والتيار الكهربائي بشكل متناوب.
وحدة قياس التيار الكهربائي
يقاس التيار الكهربائي بعدد الإلكترونات التي تعبر نقطة معينة من السلك في الثانية الواحدة، ووحدة قياس التيار الكهربائي المتفّق عليها في النظام العالمي للوحدات هي الأمبير، وسُميّت بهذا الاسم نسبة إلى العالم الفيزيائي والكيميائي الفرنسي أندريه ماري أمبير،[٢] ويعبّر الأمبير الواحد عن تدفّق واحد كولوم من الكهرباء في الثانية حيث يتعرّض تدفّق واحد أمبير لمقاومة قيمتها واحد أوم بوجود فرق جهد قيمته واحد فولت، هذا وفي المؤتمر العام للأوزان والقياسات المنعقد في عام ٢٠١٨؛ حيث اتُفق على أنه من الآن فصاعدًا سيُعرّف الأمبير بحيث تكون الشحنة الأولية مساوية ل ١,٦٠٢١٧٦٦٣٤×١٠-١٩ كولوم، وهذا بعد أن كان يعرّف الأمبير سابقًا على أنه التيار الثابت الذي إذا تم الحفاظ عليه في قطعتين متوازيتين مستقيمتين من الموصل لهما طول لانهائي ومقطع عرضي دائري لا يُذكر وموضوعتين في الفراغ بمسافة متر واحد فيما بينهما، فإنه سينتج قوة بين الموصلين مساوية ل ٢×١٠-٧ نيوتن/متر من الطول.
قوانين حساب القدرة الكهربائية
توصف القدرة الكهربائية على أنّها مقياس لكمية الطاقة المُستخدمة في فترة زمنية معينة، وهي ترتبط بالجهد الكهربائي والتيار، لذلك يُمكن حسابها وفق القانون الرئيسي الآتي:
القدرة الكهربائية = الجهد الكهربائي × التيار الكهربائي
وبالرموز؛
ق = ج × ت
حيث تشير الرموز إلى ما يأتي:
ق: القدرة الكهربائية وتقاس بوحدة الواط، ويُشار إليها في اللغة الإنجليزية بالرمز (P).
ج: الجهد الكهربائي الموجود بين طرفي الدارة الكهربائية، ويُقاس بوحدة الفولت، ويُشار إليه في اللغة الإنجليزية بالرمز (V).
ت: التيار الكهربائي المار في الدارة الكهربائية، ويُقاس بوحدة الأمبير، ويُشار إليه في اللغة الإنجليزية بالرمز (I).
ويمكن اشتقاق العديد من القوانين من قانون القدرة العام، وهي كما يأتي:
- ق = م × ت^2
- ق = ج^2 / م
- ج = ت × م
- ق = ط / ز
- ق= (ج × ش) / ز
- ط = ج × ش
إذ تشير الرموز إلى ما يأتي:
م: المقاومة الكهربائية الناشئة في الدارة الكهربائية، وتُقاس بوحدة الأوم، ويُشار إليها في اللغة الإنجليزية بالرمز (R).
ط: الطاقة الكهربائية الناتجة عن مرور تيار كهربائي بين طرفي موصل كهربائي، وتُقاس بوحدة الجول، ويُشار إليها في اللغة الإنجليزية بالرمز (E).
ز: هو الزمن اللازم للطاقة المُستهلكة من أجل مرور تيار كهربائي بين طرفي الموصل، ويُقاس بوحدة الثانية، ويُشار إليه في اللغة الإنجليزية بالرمز (t).
ش: مقدار الشحنات الكهربائية المارة في الدارة الكهربائية، وتُقاس بوحدة الكولوم، ويُشار إليها في اللغة الإنجليزية بالرمز (Q).
يسعدنا أنضمامكم لنا 🤩👇
https://t.me/school_ksa
