درس القدرة الكهربائية السنة التالثة اعدادي

             درس القدرة الكهربائية 

• تعريف

القدرة الكهربائية هي مقدار فيزيائي يرمز له بحرف P ,و هي تعبر عن قدرة الأجهزة الكهربائية  على اداء مهامها ،ووحدة قياسها هو الواط W (نسبة للعالم جيمس واط) , ووحدة القياس هذه تستعمل للأجهزة الكهربائية ذات الاستخدام العادي مثلا المصباح الكهربائي ،كما نجد هناك كذلك وحدات اكثر قيمة ك :

• الكيلواط حيث 1KW=1000W
• الميغاواط حيث   1MW=10⁶W 
• الجيغاواط حيث  1GW= 10⁹W

نلاحض بان MW و GW هي وحدات جد كبيرة بالمقارنة مع ال W وهذه الوحدات تستعمل للتعبير عن القدرة الكهربائية للأجهزة ذات القدرة الكهربائية المرتفعة كالمحركات التي تشتغل بالكهرباء في المعامل والمصانع ،كذلك أجهزة التبريد والتسخين داخل المنازل.

هناك وحدات أخرى تكبر او اصغر هذه الوحدات .

• فهم القدرة الكهربائية

لكي نفهم اكثر القدرة الكهربائية ، نقوم بتجربة نوضح بها :

• تجربة :

نقوم بانشاء دائرتين كهربائيتين حيث نضع في الأولى جهاز تسخين الماء(C1) ذو قدرة كهربائية1KW=Pو في الثانية نضع   جهاز تسخين الماء(C2) ذو قدرة كهربائية P= 2KW ,و تحت نفس شدة التوتر U=220V.                                      عند تشغيل السخانين في نفس الوقت، وعند مرور 5min, درجة حرارة الماء في السخان C1 بلغت 40⁰C ،في حين بلغت درجة حرارة الماء في السخان (C2) بلغت 60⁰C.

• خلاصة :

كلما كانت القدرة الكهربائية P للجهاز الكهربائي مرتفعة،الا و كان تفوقه في أداء مهامه اكبر .

• القدرة الكهربائية للأجهزة ذات التيار الكهربائي المستمر

تجربة:

في دارة كهربائية نقوم بتركيب في المرحلة الأولى مصباح  كهربائي L1 ذو قدرة كهربائية P1  ،و نقوم بتسجيل شدة التوتر U1 التي يسجلها الڤولتمتر ،و شدة التيار I1 التي يسجلها الامبيرمتر ، وفي المرحلة الثانية نركب مصباح كهربائي L2 ذو (P2) ,و نقوم بتسجيل U2 , و I2,  و نحسب الجداء  U×I.

• استنتاج :

اذن من خلال التجربة نستنتج أن القدرة P تساوي الجداء U×I في حالة التيار المستمر و نكتب            P=U×I

• القدرة الكهربائية للأجهزة في حالة التيار المتردد 

في حالة التيار المتردد والذي يطلق عليه كذلك التيار المتناوب الجيبي فالعلاقة P=U×I لا تطبق الا في حالة أجهزة التسخين كالفرن الكهربائي،سخان الماء...

• تجربة:

نقوم بتركيب سخان كهربائي ذو قدرة كهربائية معينة P=440W في دارة كهربائية و نقوم بتسجيل شدة التوتر U, و شدة التيار I ،     النتائج المحصل عليها :

• استنتاج:

العلاقة P=U×I تبقى صلحة في حالة التيار المتردد بالنسبة لأجهزة التسخين الكهربائي.

• العلاقة بين القدرة الكهربائية P و المقاومة الكهربائية R في أجهزة التسخين .

نعلم ان                              U=R×I

و                                      P=U×I 

اذن                    P=R×I×I=R×I²

المميزات الاسمية لجهاز كهربائي 

عند شراء اي جهاز كهربائي فنجد عليه لوحة وصفية كالمبينة أعلاه و هي تتضمن القيم الكهربائية الاسمية شدة التوتر الاسمية،القدرة الكهربائية الاسمية... لكي يشتغل الجهاز الكهربائي بشكل عادي و فعال ،وهي مفيدة لمعرفة القيم الكهربائية الاسمية لتشغيل الجهاز الكهربائي دون اتلافه.

تطبيق : 

اراد شخص تغيير الصهيرة الكهربائية لسخانه المائي الذي يحمل المميزات الاسمية التالية: 

 P=2000W , U=220V 

ذهب  عند بائع قطع الغيار فعرض عليه صهيرات بقيم مختلفة :

 10A , 15A , 20A , 30A

اي الصهيرات سوف يختار ليشتغل السخان المائي دون ان يتلف 

- لنحسب قيمة التيار I المار بالجهاز 

لدينا                            P=U×I

يعني                            I=P/U

اذن      I=2000/220=9.09A

و بالتالي فإن الصهيرة الملائمة للسخان الكهربائي هي الصهيرة 10A لانها اقرب قيمة لقيمة شدة التيار I=9.09A المار من السخان.