الطاقة الكهربائية
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| electric power/ɪˈlektrɪk ˈpaʊə/ | القدرة الكهربائية |
| watt/wɒt/ | واط |
لماذا يضيء المكواة ويبقى السلك بارداً
- عنصر مكواة الخبز يضيء باللون الأحمر الساخن، بينما الكابل المغذي له يسخن قليلاً جداً.
- كلاهما يحمل نفس التيار — لكن العنصر يبدد طاقة أكبر بكثير في الثانية الواحدة.
- معدل تحويل مكون لطاقة كهربائية إلى حرارة أو ضوء هو الطاقة الكهربائية.
- فهم صيغ الطاقة بشكل صحيح يساعدك في تحديد حجم المدافئ والمصابيح والفيوزات.
الطاقة في الدائرة
- الطاقة الكهربائية هي معدل نقل الطاقة: $P = IV$ (التيار مضروباً في الجهد).
- وحدتها هي واط، كما في الميكانيكا ($1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$).
- كل ثانية، يحول المكون $P$ جول من الطاقة الكهربائية إلى شكل آخر.
- بالنسبة لمقاومة، هذا "الشكل الآخر" هو الحرارة؛而对于灯泡，是热量和光。
الجهد، التيار والطاقة
غيّر الجهد والمقاومة وراقب استجابة التيار والطاقة المبددة.
يمر مصباح $0.5\ \text{A}$ عبر تيار $12\ \text{V}$. كم الطاقة التي يبذله، بالواط؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$P = IV = 0.5 \times 12 = 6\ \text{W}$.
تُقاس الطاقة الكهربائية بـ ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$.
ثلاثة أشكال لنفس القانون
- اجمع $P = IV$ مع قانون أوم $V = IR$ للحصول على شكلين آخرين مفعيين.
- $P = I^2 R$ — مفيد عندما تعرف التيار والمقاومة.
- $P = \dfrac{V^2}{R}$ — مفيد عندما تعرف الجهد والمقاومة.
- جميع الأشكال الثلاثة تعطيك نفس الطاقة؛ اختر الشكل الأنسب لكمياتك المعروفة.
يمر تيار $2\ \text{A}$ عبر مقاومة $3\ \Omega$. كم الطاقة المبذلة، بالواط؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$P = I^2R = 2^2 \times 3 = 12\ \text{W}$.
تعرف تيار المقاومة ومقاومتها. أي صيغة للطاقة هي الأكثر مباشرة؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$P = I^2R$ تستخدم بالضبط التيار والمقاومة اللذين تعرفهما.
حدد جميع التعبيرات الصحيحة للطاقة الكهربائية.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
الثلاثة الأولى هي صيغ طاقية متكافئة. $I/V$ ليست طاقة.
الطاقة المستهلكة عبر الزمن
- الطاقة هي طاقة لكل ثانية؛ إجمالي الطاقة المستهلكة هو $E = Pt$.
- هذا ما تقاسه عدادات الكهرباء وتدفع مقابلها.
- جهاز عالي الطاقة مُركَّض لفترة قصيرة قد يستهلك طاقة أقل من جهاز منخفض الطاقة مُركَّض لساعات.
- تُصنف الفيوزات حسب التيار (وبالتالي الطاقة) الذي يمكن للسلك حمله بأمان.
تم ترك مصباح $6\ \text{W}$ مضاءً لمدة $10\ \text{s}$. كم الطاقة المستهلكة، بالجول؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$E = Pt = 6 \times 10 = 60\ \text{J}$.
انتبه لأي صيغة طاقة تناسب بياناتك. $P = I^2R$ تستخدم التيار والمقاومة؛ $P = V^2/R$ تستخدم الجهد والمقاومة. التعويض بالجهد في الصيغة $I^2R$ (أو التيار في $V^2/R$) هو خطأ شائع.
مصباح يحمل $0.5\ \text{A}$ عند $12\ \text{V}$. ما مقدار الطاقة التي يبدها؟
- $P = IV = 0.5 \times 12 = 6\ \text{W}$.
إذا تُرك مُشعلاً لمدة $10\ \text{s}$، فإنه يستخدم $E = Pt = 6 \times 10 = 60\ \text{J}$ من الطاقة.
الطاقة الكهربائية هي الطاقة المنقولة لكل ثانية: $P = IV = I^2R = \dfrac{V^2}{R}$ (بوحدة واط). تحوّل المقاومة ذلك إلى حرارة. إجمالي الطاقة المستهلكة هو $E = Pt$ — ما تقاسه عدادات الكهرباء. اختر صيغة الطاقة التي تطابق كمياتك المعروفة.