ما هي الطاقة الكهربائية؟

يسمى العمل الذي يقوم به التيار لكل وحدة زمنية بالطاقة الكهربائية؛ وقت الوحدة هو ثانية (ثواني)، ويشير العمل المنجز إلى الأعمال الكهربائية. يتم تمثيل الطاقة الكهربائية بالحرف الإنجليزي الكبير "P"، الذي يصف الكمية الفيزيائية للسرعة التي يعمل بها التيار. تشير سعة المعدات الكهربائية عادة إلى حجم الطاقة الكهربائية. وهو يمثل قدرة المعدات الكهربائية على القيام بالعمل لكل وحدة زمنية.

إذا لم تفهم تمامًا، فلنأخذ مثالاً: شبّه التيار الكهربائي بتدفق الماء. إذا شربت وعاءً كبيرًا من الماء مرة واحدة، فإن وزن الماء الذي تشربه هو الشغل الكهربائي الذي تقوم به؛ ويستغرق الأمر إجمالي 10 ثوانٍ للانتهاء من الشرب، وبالتالي فإن كمية الماء التي تشربها في الثانية هي الطاقة الكهربائية.

صيغة حساب الطاقة الكهربائية

من خلال الوصف الأساسي لمفهوم الطاقة الكهربائية أعلاه والاستعارة التي قدمتها، ربما يكون الكثير من الناس قد فكروا بالفعل في صيغة حساب الطاقة الكهربائية؛ دعونا نستمر في استخدام مثال شرب الماء أعلاه للتوضيح: بما أننا شربنا وعاءًا كبيرًا من الماء في إجمالي 10 ثوانٍ، فيمكن مقارنتها بالقيام بقدر معين من الأعمال الكهربائية في 10 ثوانٍ. لذلك، صيغة الحساب واضحة. قسمة العمل الكهربائي على الزمن، والقيمة الناتجة هي الطاقة الكهربائية للجهاز الكهربائي:

في صيغة الحساب أعلاه، تمثل P الطاقة الكهربائية، ويعتمد حجمها على منتج الجهد U والتيار I. والمعاني التي يمثلها كل حرف في الصيغة أعلاه هي كما يلي:

ف - الطاقة الكهربائية بالواط

U - الجهد بالفولت

I - التيار بالأمبير (A)

س - الشحنة الوحدة (ج) كولوم

بالنسبة لمقاومة الموصل، استنادًا إلى قانون أوم I=U/R، يمكن أيضًا حساب الطاقة الكهربائية المستهلكة على المقاومة باستخدام الصيغتين التاليتين:

P=UI=U2/R، أو P=I2R (لأن U=RI، ثم P=UI=R مضروبًا في I ثم مضروبًا في I، كلها I2R)

إذا كنت قد انتبهت إلى التعليق على P في الصيغة أعلاه، فيجب أن تعلم بالفعل أن اسم "الطاقة الكهربائية" يُمثل بالحرف P، ويتم تمثيل وحدة الطاقة الكهربائية بـ W (واط، ويُختصر بـ W) . دعونا نجمع الصيغة المذكورة أعلاه لفهم كيفية الحصول على 1 واط من الطاقة الكهربائية:

1 واط=1 فولت × 1 أمبير، أو يُختصر بـ 1 واط=1 فولت · أ

في الهندسة الكهربائية، الوحدات شائعة الاستخدام للطاقة الكهربائية هي كيلووات (KW): 1 كيلووات = 1000 واط = 103 واط. بالإضافة إلى ذلك، في الصناعة الميكانيكية، تُستخدم القدرة الحصانية عادةً لتمثيل وحدة الطاقة الكهربائية. علاقة التحويل بين القدرة الحصانية ووحدات الطاقة الكهربائية هي:

1 حصان = 735.49875 واط، أو 1 كيلو واط = 1.35962162 حصان؛

في استهلاكنا وإنتاجنا اليومي للكهرباء، وحدة الأعمال الكهربائية الشائعة الاستخدام هي "الدرجة" المعروفة، حيث تمثل 1 درجة من الكهرباء الطاقة الكهربائية التي يستهلكها جهاز كهربائي بقدرة 1 كيلووات لمدة ساعة واحدة (1 ساعة) )، يسمى:

1 درجة = 1 كيلووات ساعة