قانون القدرة

قانون القدرة

يمكن حساب القدرة الكهربائية باستخدام القوانين الآتية:^[١]

• القدرة (P) = الطاقة اللازمة لإنجاز عمل ما (E) / الزمن (t)

• القدرة (P) = الشغل المنجز (W) / الزمن (t)

• تتمثل القدرة في العلاقة الآتية عند وجود تيار وجهد كهربائي:
  • القدرة (P) = الجهد (V) * التيار (I)

• تتمثل القدرة في العلاقة الآتية عند وجود جهد كهربائي ومقاومة:
  • القدرة (P) = (الجهد (V))² / المقاومة (R)

• تتمثل القدرة في العلاقة الآتية عند وجود تيار كهربائي ومقاومة:
  • القدرة (P) = التيار (I)² * (المقاومة (R))

• تتمثل القدرة في العلاقة الآتية عند وجود قوة:
  • القدرة (P) = القوة (F) * السرعة (V)^[٢][٣]

أمثلة على حساب القدرة

• مثال رقم 1: آلة كهربائية تستخدم 300 جول من الطاقة لتنجز عملها في 10 ثواني، ما هي قدرتها؟^[١]

الحل:

القدرة (P) = الشغل المنجز (W) / الزمن (t)

القدرة (P) = 10 / 300

القدرة (P) = 30 واط

• مثال رقم 2: صعد أحمد الذي تبلغ كتلة 60 كغ، مسافة مقدارها 12 م، في 40 ثانية، فكم تبلغ قدرته؟^[١]

الحل:

القدرة (P) = الشغل المنجز (W) / الزمن (t)

القدرة (P) = (الكتلة * الارتفاع * تسارع الجاذبية الأرضية) / الزمن

القدرة (P) = (60* 12* 9.8) / 40

القدرة (P) = 588 واط

• مثال رقم 3: ما هي قدرة فتاة وزنها 60 كغ، تصعد سلماً ارتفاعه 3 م، في 3.5 ثانية، بدءاً من السكون وبسرعة نهائية تبلغ 2 م/ث؟^[٤]

الحل:

يُمكن حساب الشغل المبذول من قبل الفتاة في الطاقة ميكانيكية من خلال العلاقة الآتية:

الشغل = طاقة الوضع + الطاقة الحركية

الشغل = (الكتلة * تسارع الجاذبية الأرضية* الارتفاع) + (0.5 *الكتلة *(السرعة النهائية)²)، وذلك باعتبار طاقة الوضع والطاقة الحركية عند بداية السلم؛ أيّ قبل صعود الفتاة، تساويان صفر.

الشغل = (60* 9.8*3) + (0.5 * 60 * (2)²)

الشغل = 1764 + 120

الشغل = 1884 جول

القدرة (P) = الشغل المنجز (W) / الزمن (t)

القدرة (P) = 1884 / 3.5

القدرة (P) = 538 واط.

ما هي القدرة؟

تُعرف القدرة (بالإنجليزية: Power)؛ بأنّها المعدل الزمني اللازم لإنجاز عمل ما، وتُعرف أيضاً بالعمل المنجز أو الطاقة المنقولة خلال الزمن معين،^[٥][٦]وتُعد القدرة فيزيائياً كمية قياسية أيّ غير متجهة، كما تُقاس في النظام العالمي للوحدات بوحدة (نيوتن (N) *متر (m)) / ثانية (s)،^[٦][٧]ويُوجد أيضاً عدةّ وحدات أُخرى لقياس القدرة، وهي كالآتي:^[٧]

• الواط: (بالإنجليزية: Watt)؛ والتي هي الجول (J)/ ثانية (s)، وتُستخدم هذه الوحدة لقياس قدرة المصابيح عادةً.
• قوة الحصان: (بالإنجليزية: Horsepower)؛ وهي وحدة القدرة المستخدمة في النظام البريطاني، وغالباً ما تُستخدم لوصف قدرة الآلات، وتساوي القوة المبذولة لرفع 250 كغ مقدار 30 سم لمدة ثانية واحدة، وتُقدر ب 746 واط.

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت} "Power Formula", www.byjus.com, Retrieved 2021-5-9. Edited.
2. ↑ "Power", www.physicsclassroom.com, Retrieved 2021-5-9. Edited.
3. ↑ Amy Dusto (2020-12-28), "Power (Physics): Definition, Formula, Units, How to Find (w/ Examples)"، www.sciencing.com, Retrieved 2021-5-9. Edited.
4. ↑ "Power", www.courses.lumenlearning.com, Retrieved 2021-5-9. Edited.
5. ↑ "Power Definition in Physics", www.qsstudy.com, Retrieved 2021-5-9. Edited.
6. ^ ^{أ ب} "Power", www.britannica.com,2021-11-19، Retrieved 2021-5-9. Edited.
7. ^ ^{أ ب} Andrew Zimmerman Jones (2019-7-15), "Defining Power in Physics"، www.thoughtco.com, Retrieved 2021-05-09. Edited.