حساب القدرة الكهربائية المستهلكة، كثيراً ما نرى على جسم الجهاز الكهربائي بطاقة بيانات توضح مواصفات كهربائية في غاية الأهمية، مثل: جهد العمل والتردد وقدرة الجهاز أثناء التشغيل.
ولكي تحسب قدرة الجهاز الكهربائي لا بد من تحديد بعض المعطيات المهمة أبرزها الجهد والتيار الكهربائي، بالإضافة إلى عامل القدرة في حال كان الحمل حثي.
والغاية من حساب القدرة الكهربائية هو تحديد القدرة الكهربائي للجهاز ومعرفة مقدار استهلاك الطاقة الكهربائية خلال الساعة واليوم والشهر. تابعوا معنا لنتعرف إلى كيفية حساب القدرة الكهربائية خطوة بخطوة مع توضيح القوانين المستخدمة في خطوات الحساب.
تعريف القدرة الكهربائية
تعرف القدرة الكهربائية (بالإنجليزية: Electrical Power) على أنها مقدار الشغل المبذول في الثانية الواحدة، ويقاس بوحدة “الجول في الثانية”.
وتسمى أيضاً بالواط تكريماً للعالم “جميس واط” مخترع الآلة البخارية، ويرمز للواط بالحرف (W).
أهمية حساب القدرة الكهربائية المستهلكة
هناك عدة نقاط في غاية الأهمية لحساب القدرة الكهربائية المستهلكة وهي كالتالي:
- تحديد معدل استهلاك الأجهزة الكهربائية وتصنيفها حسب نوع الجهاز وقدرته.
- حساب تكلفة الفاتورة الشهرية للكهرباء.
- حساب معدل استهلاك قدرة الأحمال الكهربائية المراد تشغيلها على نظام الطاقة الشمسية.
اقرأ أيضاً
قانون القدرة الكهربائية
عند تطبيق مصدر جهد داخل الدارة الكهربائية سوف يبذل شغلاً (طاقة) في تحريك الإلكترونات (التيار) عبر أجزاء الدارة.
ويسمى معدل الطاقة الكهربائية المستهلكة في دفع التيار الكهربائي عبر أجزاء الدارة المقدرة الكهربائية، ويرمز لها بالحرف (P) وتقاس بوحدة الواط.
وبما أن الجهد يمثل القوة والتيار يمثل الحركة فإن القدرة الكهربائية تساوي حاصل ضرب التيار في الجهد، ويمكن كتابتها بالصيغة الرياضية التالية:
القدرة الكهربائية (P) = التيار (I) × الجهد (V).
حيث إن:
القدرة (P) تقاس بوحدة الواط ويرمز له بالحرف (W).
التيار (I) يقاس بوحدة الأمبير ويرمز له بالحرف (A).
الجهد (V) يقاس بوحدة الفولت ويرمز له بالحرف (V).
ملاحظة هامة: لا يمكن استخدام وحدة الواط؛ لأنها وحدة صغيرة ولا تلائم كافة التطبيقات العملية، لذلك يجب استخدام الوحدات الأكبر كوحدة الكيلو واط لقياس القدرة الكهربائية، وهو يساوي (1000) واط، ويرمز له بالحرفين (KW).
يمكن أيضاً إيجاد القدرة الكهربائية باستخدام العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة كالتالي:
القدرة الكهربائية = (الجهد)2 ÷ المقاومة
القدرة الكهربائية = المقاومة × (التيار)2.
حيث تقاس المقاومة الكهربائية بوحدة الأوم ويرمز له بالرمز (Ω).
أمثلة على حساب القدرة الكهربائية المستهلكة
المثال الأول
فرن كهربائي يعمل على فرق جهد مقدراه 220 فولت، ويسحب تيار كهربائي مقدراه 8 أمبير. ما هي قدرة الفرن الكهربائي؟
الحل:
قانون القدرة = الجهد × التيار
القدرة = 220 × 8
= 1760 واط
القدرة بالكيلو واط = 1760 ÷ 1000 = 1.76 كيلو واط
المثال الثاني
جهاز كهربائي عند قياس مقاومته وجدناه 50 أوم، وتم تغذيته بمصدر جهد 120 فولت، ما هي قدرة هذا الجهاز عند تشغيله؟
الحل:
القدرة = (الجهد) 2 ÷ المقاومة
= 2(120) ÷ 50
القدرة = 288 واط
سؤال وجواب:
ما هو قانون القدرة المستهلكة؟
يمكن حساب القدرة المستهلكة باستخدام العلاقة الرياضية التالية:
القدرة = الجهد × التيار
كيف يمكنني حساب كمية الطاقة الكهربائية المستهلكة؟
يمكن حساب الطاقة الكهربائية المستهلكة باستخدام العلاقة الرياضية التالية:
الطاقة الكهربائية = القدرة الكهربائية × الزمن (زمن التشغيل)
أسئلة شائعة حول القدرة الكهربائية
يمكن حساب القدرة الكهربائية في الفيزياء باستخدام القانون الأساسي: (القدرة = الجهد × التيار). كما يمكن حساب القدرة باستخدام قوانين مشتقة (باستخدام قانون أوم) وذلك في حال لم يتوفر الجهد أو التيار. ومن هذه القوانين: (القدرة = مربع التيار× المقاومة) أو (القدرة = مربع الجهد ÷ المقاومة).
تنقسم القدرة الكهربائي في دوائر التيار المتردد إلى القدرة الفعالة والقدرة الظاهرية والقدرة غير الفعالة. ولحساب القدرة الفعالة نستخدم العلاقة التالية: (القدرة = الجهد × التيار × معامل القدرة).
القدرة تمثل معدل استهلاك الطاقة خلال الزمن. بينما الشغل هو مقدار الطاقة المبذولة لتحريك جسم مسافة معينة تحت تأثير القوة.
المصادر والمراجع
- energuide.be
- كتب تعليمية
كم تكون القدرة لصاروخ قطع صغير 220 فولت 1.6 امبير
واتس 01147247268