تعريف القدرة الكهربائية

الطاقة الكهربائية

الكهرباء هي مجموعة من الظواهر الفيزيائيّة المرتبطة بتدفق الجسيمات المشحونة مثل الإلكترونات والبروتونات، وتمَّت دراسة هذه الظواهر الكهربائيّة منذُ العصور القديمة، ولكن لم يستطيع المهندسون الكهربائيّون من استخدامها حتى أواخر القرن التاسع عشر، وأصبحت الكهرباء الآن العمود الفقري للمجتمع الصناعي الحديث، حيثُ تُستخدم في النقل والتدفئة والإضاءة والاتصالات والحساب،^[١] والطاقة الكهربائيّة يُمكن تعريفها أيضًا على أنَّها معدل نقل الطاقة الكهربائيّة بواسطة التيار الكهربائي، وتُقاس الطاقة الكهربائيّة بالوحدة القياسيّة الواط، وسميت على اسم المهندس الاسكتلندي جيمس واط، ويُشير تدفق الشحنة الكهربائيّة إلى التيار الكهربائي، ويتمُّ توليد الطاقة الكهربائيّة من خلال مصادر الطاقة المختلفة التي يتمُّ تحويلها إلى طاقة ميكانيكيّة أو حراريّة وفي هذا المقال سيتمُّ تعريف القدرة الكهربائيّة.^[٢]

تعريف القدرة الكهربائيّة

يُمكن تعريف القدرة الكهربائيّة على أنّها المعدَّل الذي يتمُّ به استهلاك الطاقة الكهربائيّة في الدائرة الكهربائيّة، ويتمُّ قياس القدرة الكهربائيّة بوحدة الجول لكلّ ثانية، وهذه الوحدة تُعادل وحدة الواط، وعادةً ما يتم توليد الطاقة الكهربائيّة من المولدات الكهربائيّة، وكما يُمكن توليدها من البطاريات الكهربائيّة، ويُمكن تعريف القدرة الكهربائيّة بأنّها شكل من أشكال الطاقة حيثُ تتدفق الشحنات الكهربائيّة في الدوائر الكهربائيّة عن طريق فرق الجهد الكهربائي، وتقسم المكونات في الدائرة الكهربائيّة إلى مكونين، هما:^[٣]

• الشحنات أو الأجهزة السالبة: هي تدفق الشحنات الكهربائيّة السالبة في الدائرة الكهربائيّة وذلك من خلال فرق الجهد العالي إلى الجهد المنخفض، ويتمُّ فيها تحويل الطاقة الكهربائيّة بسبب الجهد الكهربائي إلى طاقة حركيّة، مثل تحويلها إلى طاقة ميكانيكيّة أو حراريّة أو ضوئيّة.
• الشحنات أو الأجهزة الموجبة: هي تدفق الشحنات الكهربائيّة الموجبة في الدائرة الكهربائيّة من خلال فرق الجهد المنخفض إلى الجهد العالي، حيثُ تنتقل الشحنة الموجبة من الطرف السالب إلى الطرف الموجب، ويتمُّ تحويل الطاقة الكهربائيّة في المولدات والبطاريات إلى نوع آخر؛ مثل الطاقة الميكانيكيّة أو الكيميائيّة.

قانون القدرة الكهربائيّة

يُمكن حساب القدرة الكهربائيّة باستخدام القوانين الفزيائيّة من خلال حساب الطاقة الكهربائيّة بوحدة جول مقسمًا على الزمن بالثانية، ويتمُّ اشتقاق معادلة حساب القدرة الكهربائيّة من الكميتان فرق الجهد والتيار، من حيث اعتمادهما على المقاومة بموجب قانون أوم، وكما تمَّ تعريف القدرة الكهربائيّة يجب التعرف على طريقة تمثيل اشتقاق قانون القدرة الكهربائيّة ووحدة قياسها، وتكون على النحو الآتي:^[٤]

• ويُعبّر عن قانون القدرة الكهربائيّة من خلال مقدار الجهد الكهربائي المُقاس بوحدة الفولت مضروبًا في التيار الكهربائي المقاس بوحدة الأمبير، كما في المعادلة الآتية:^[٥]
  • القُدرة الكهربائيّة = فرق الجهد الكهربائي × التيار الكهربائي، ويُمكن التعبير عنها بالرموز: ق = ج × ت.
  • ويُمكن اشتقاق وحدة القدرة الكهربائيّة من خلال تعويض الوحدات في المعادلة على النحو الآتي: وحدة القدرة الكهربائيّة = فولت × أمبير، ومنها: وحدة القدرة الكهربائيّة = (جول / كولوم) × (كولوم / ثانية)، وبحذف وحدة الكولوم تُصبح وحدة القدرة الكهربائيّة = جول / ثانية = واط
• بعد اشتقاق وحدة القدرة الكهربائيّة نتوصل إلى القانون الآخر للقدرة وهو: القدرة الكهربائيّة = الطاقة الكهربائيّة / الزمن، وبالرموز تُكتب: ق = ط / ز.^[٥]

المراجع

1. ↑ "Electricity ", www.wikiwand.com, Retrieved 5-1-2020. Edited.
2. ↑ "Electricity", www.encyclopedia.com, Retrieved 5-1-2020. Edited.
3. ↑ "Electric power ", www.wikiwand.com, Retrieved 5-1-2020. Edited.
4. ↑ "Electric Power Revisited", www.physicsclassroom.com, Retrieved 5-1-2020. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "DC Electric Power", /hyperphysics.phy-astr.gsu.edu, Retrieved 5-1-2020. Edited.