الدرس: 5-1 القدرة الكهربائية

1. ما المقصود بالقدرة الكهربائية؟ اكتب العلاقة الرياضية ذاكراً الوحدات.

القدرة الكهربائية: هي مقدار الطاقة التي يستهلكها (أو يستثمرها) الجهاز الكهربائي في وحدة الزمن.

القدرة = $\frac{\mathrm{الطاقة}}{\mathrm{الزمن}}$

$\mathbf{P}=\frac{\mathbf{E}}{\mathbf{t}}$

حيث:

• P: القدرة الكهربائية تقاس بالواط (W).
• E: الطاقة وتقاس بالجول (J).
• t: الزمن ويقاس بالثانية (S).

2. أيهما أكثر إضاءة؟ ولماذا؟ مصباح قدرته (20W) أم مصباح قدرته (100W).

مصباح قدرته (100W) إضاءته أكبر لأنه يستهلك طاقة مقدارها (100J) لكل ثانية، أما المصباح الذي قدرته (20W) يستهلك طاقة (20J) في الثانية الواحدة.

3. على ماذا تعتمد القدرة الكهربائية لأي جهاز؟

• مقدار التيار المنساب.
• فرق الجهد الكهربائي بين طرفي الجهاز. أي أن: $\mathbf{P}=\mathbf{I}\times \mathbf{V}$

ملاحظة:

• إذا علم التيار (I) وفرق الجهد الكهربائي (V) نستخدم القانون: $\mathbf{P}=\mathbf{I}\times \mathbf{V}$
• إذا علم التيار (I) والمقاومة (R) نستخدم القانون: $\mathbf{P}={\mathbf{I}}^2\times \mathbf{R}$
• إذا علم فرق الجهد الكهربائي (V) والمقاومة (R) نستخدم القانون: $\mathbf{P}=\frac{{\mathbf{V}}^2}{\mathbf{R}}$

4. اشرح نشاطاً توضح فيه حساب القدرة الكهربائية مع الرسم؟

أدوات النشاط: مصباح كهربائي يعمل بفولطية (6V) وبقدرة (2.5W) بطارية فولطيته (6V)، فولطميتر، أميتر، مفتاح كهربائي، أسلاك توصيل.

الخطوات:

• نربط الأجهزة في الدائرة الكهربائية.
• نغلق مفتاح الدائرة الكهربائية ونسجل قراءة الأميتر (مقدار تيار الدائرة) ثم نسجل قراءة الفولطميتر (مقدار فرق الجهد على طرف المصباح) ثم نحسب القدرة بتطبيق العلاقة الاتية:

القدرة = التيارx فرق الجهد.

$\mathbf{P}=\mathbf{I}\times \mathbf{V}$

5. مدفأة كهربائية سلطت عليها فولطية مقدارها (220V) وكانت مقاومة أحد اسلاك التسخين الثلاثة ($\mathrm{\Omega }$ 88) احسب مقدار:

القدرة المستهلكة في أحد أسلاك التسخين.

$$\begin{gathered} \mathbf{V}=\mathbf{220}\mathbf{V},\mathbf{R}=88\mathrm{\Omega },\mathbf{P}=?,\mathrm{I}=? \\ \mathbf{P}=\frac{{\mathbf{V}}^2}{\mathbf{R}} \\ P=\frac{(220{)}^2}{88}=\frac{48400}{88}=550W \end{gathered}$$

التيار المنساب في أحد أسلاك التسخين.

$\mathbf{I}=\frac{\mathbf{V}}{\mathbf{R}}$

$I=\frac{220}{88}=2.5\mathrm{A}$

6. ما هي العوامل التي يتأثر بها تيار الدائرة الكهربائية؟

• فرق الجهد الكهربائي بين طرفي الدائرة.
• عدد المصابيح المستعملة في الدائرة (مقاومة الدائرة) وطريقة ربطها.

7. في الأشكال الثلاثة التالية بين أي من المصابيح يكون أكثر توهجاً وأيهما يستهلك قدرة أكبر؟ المصباح C يكون توهجه أكثر، لماذا؟

بسبب زيادة عدد الأعمدة في الدائرة أي بمعنى آخر زيادة فرق الجهد الكهربائي وبالتالي سوف يزداد التيار الكهربائي.

القدرة المستهلكة فيC أكبر من غيرها حسب قانون: $\mathbf{P}=\frac{{\mathbf{V}}^2}{\mathrm{R}}$

8. لو كان لدينا عدة مصابيح كما في الشكل التالي:

أي المصابيح يتوهج أكثر؟ وأيهما تتحول عنده القدرة الأكبر؟

• المصباح (d) هو الأكثر توهجاً من المصباحين (e) ,(f) لماذا؟ بسبب زيادة عدد المصابيح يؤدي إلى زيادة المقاومة ونقصان التيار حسب قانون أوم: $\mathbf{R}=\frac{\mathbf{V}}{\mathbf{I}}$
• المصباح (d) يستهلك طاقة أكثر لأن المقاومة سوف تقل وتزداد القدرة حسب القانون التالي: $\mathbf{P}=\frac{{\mathbf{V}}^2}{\mathbf{R}}$

9. ما الذي يؤثر في مقدار توهج المصباح؟

التيار المنساب في خويط المصباح.

10. ما الفائدة من نصب مقياس كهربائي في كل منزل؟

لمعرفة مقدار الطاقة الكهربائية المستهلكة فيه.

11. علام يعتمد مقدار الطاقة الكهربائية المستهلكة أو المستثمرة؟

• القدرة الكهربائية للجهاز.
• زمن استخدام الجهاز.