توضح معادلة الطاقة P = W / t مقدار العمل أو الطاقة المستخدمة في كل وحدة زمنية.
عندما ترفع وزنك وتحافظ عليه لبعض الوقت ، أو عندما يقوم شخص بإجراء ماراثون ، حتى عندما يمكنك معرفة عدد الساعات في اليوم؟
هذه هي القوة ، أي السرعة التي يستخدم بها العمل الطاقة في فترات زمنية معينة.
الطاقة هي السرعة التي يتم بها العمل ، وكمية الطاقة المستهلكة لكل وحدة زمنية.
استنادًا إلى وحدات SI ، يتم التعبير عن الطاقة بوحدات جول / ثانية أو J / s = واط (W).
يعد استخدام وحدة واط في هذه الوحدة شكلاً من أشكال الاحترام للعالم الذي اكتشف المحرك البخاري ، جيمس وات. وبالتالي في حساب معادلة الطاقة ، ستنتج معدل الطاقة بوحدات جول / ثانية.
القوة كمية قياسية لأن القوة لها قيمة ولكن ليس لها اتجاه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تكامل القوة مع الوقت قادر على تحديد العمل المنجز.
غالبًا ما نجد الطاقة مدرجة في المعدات الإلكترونية الكهربائية. تصف الطاقة الكهربائية مقدار الطاقة الكهربائية المستخدمة لتوصيل التيار الكهربائي في دائرة كهربائية. سيؤدي التيار الكهربائي المتدفق في الدائرة إلى العمل.
صيغ الطاقة
تتطلب الطاقة التي يرمز إليها الحرف P تغييرًا محددًا في العمل (W) والوقت (الأوقات) الذي يحدث فيه التغيير. هذا يختلف عن مفهوم العمل الذي عادة ما يقيس فقط التغييرات في حالة الكائن.
يمكن تفسير هذا المفهوم في مثال على العمل الذي يقوم به شخص ما عند رفع الأثقال ولا يهم ما إذا كان الجري أو المشي لأن العمل المنجز هو نفسه.
ومع ذلك ، إذا كان الشخص يعمل ، فإن القوة المطلوبة ستكون بالطبع أكبر أيضًا لأن العمل المنجز يحدث في وقت أقصر أثناء الجري.
اقرأ أيضًا: 7 خصائص الدولة الديمقراطية [الوصف الكامل]وهكذا يمكن تحديد صيغة الطاقة الكهربائية على النحو التالي:
القوة = العمل / الوقت
العلاقة المنهجية بين القوة والجهد والتيار الكهربائي بناءً على مفهوم قانون أوم هي كما يلي:
قانون أوم:
الخامس = أنا سر
لذلك ، إذا كان التيار الكهربائي المتغير (I) والمقاومة (R) ، تكون المعادلة كما يلي:
P = V x أنا
P = (I x R) x I
يمكن P = I2 R -> استخدام هذه الصيغة لإيجاد الطاقة الكهربائية
وفي الوقت نفسه ، إذا تم شرح الصيغة ، فلن يُعرف سوى الجهد (V) والمقاومة (R).
P = V x أنا
P = V x (V / R)
يمكن P = V 2 / R -> استخدام هذه الصيغة لإيجاد الطاقة الكهربائية
P = I2 R
P = V 2 / R.
أين :
P = الكهرباء بالواط (W)
V = الجهد بالفولت (V)
أنا = التيار الكهربائي في الأمبير (أ)
R = المقاومة بالأوم (Ω)
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا التعبير عن صيغة القوة في أشكال أخرى لأن العمل W = F xs
P = (F xs) / t
P = F. v
المعلومات:
P = الطاقة (جول / واط)
W = العمل (جول)
ر = الوقت (الأوقات)
F = القوة (نيوتن)
ق = المسافة (متر)
v = السرعة (متر / ثانية)
أمثلة على مشاكل الطاقة الكهربائية
مثال مشكلة 1
تبذل العاني جهدًا قدره 750 جول لتحريك طاولة لمدة 5 دقائق. احسب مقدار الطاقة التي تقوم بها العاني لتحريك الطاولة!
إجابة:
W = 750 جول
ر = دقيقة = 5 × 60 ثانية = 300 ثانية
P = W / t = 750J / 300s = 2.5 J / s = 2.5 واط
"لذا فإن الطاقة التي يحتاجها Ani لتحريك الطاولة هي 2.5 J / s أو 2.5 watts"
مثال مشكلة 2
يقوم جهاز طهي الأرز بعمل 5000 جول في 5 ثوانٍ. احسب القوة التي يبذلها جهاز طهي الأرز!
الجواب: W = 5000 جول
ر = 5 ثوان
P = W / t = 5000/5 = 1000 J / s = 1000 واط
"لذا فإن الطاقة المطلوبة من جهاز طهي الأرز هي 1000J / s أو 1000 watts."
مثال مشكلة 3
يتطلب تلفزيون ال سي دي جهد 220 فولت وتيار كهربائي 1.2 امبير لتنشيطه. ما مقدار الطاقة الكهربائية التي تستهلكها؟
اقرأ أيضًا: Legong Dance: الأصل الإقليمي والوظيفة والحقائق الفريدة [FULL]الحل
معروف :
الخامس = 220 فولت
أنا = 1،2 أ
ف =؟
إجابة:
P = V x أنا
P = 220 فولت × 1.2 أمبير
P = 264 واط
لذلك سوف يستهلك تلفزيون LCD 264 واط من الطاقة الكهربائية.
مثال مشكلة 4
كما هو موضح في الدائرة أدناه ، احسب الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المصباح المتوهج. ما هو معروف في التسلسل أدناه هو الإجهاد والمقاومة فقط.
الحل
معروف :
الخامس = 24 فولت
R = 3Ω
ف =؟
إجابة:
P = V2 / R
P = 242/3
ف = 576/3
P = 192 واط
إذن الكهرباء المستهلكة هي 192 واط.
المرجع : ما هي الطاقة الكهربائية؟