القدرة الكهربائية
القدرة الكهربائية لأي جهازٍ هي كميّة الطاقة الّتي يستهلكها الجهاز خلال ثانيةٍ من الزمن، حيث تعتمد أغلب الأجهزة البيتية والمكتبية على الكهرباء في عملها، حيث إنّ القدرة الكهربائية هي التي تدير أجهزة التبريد والتدفئة، وتدير أجهزة الحاسوب، والمصاعد، والسلالم المتحركة، والقطارات الكهربائية، وغيرها الكثير من الأجهزة.
نظام القدرة الكهربائية يبدأ من محطة توليد الطاقة أو القدرة لإنتاج كميّاتٍ هائلةٍ من الكهرباء، الّتي تنتقل عبر الأسلاك الكهربائية بجهدٍ عالٍ لتصل إلى المحطات الفرعيّة التي توزع الكهرباء على البيوت والمكاتب وغيرها.
يتم قياس القدرة الكهربائية بوحدةٍ تعرف بالواط، فمثلاً لتشغيل جهازٍ قدرته 100 واط، يلزمنا 100 واط من القدرة الكهربائية، وإذا أردنا تشغيل عشرة أجهزةٍ من النوع ذاته، نحتاج 1000 واط أو كيلو واط لتشغيلها، والكيلو واط/ ساعة يعبر عن كميّة الطاقة المستخدمة، أو عن الشغل المبذول في الساعة الواحدة، وتعتبر الولايات المتحدة الأمريكيّة هي الأولى من حيث توليد السعة الكهربائية، ومحطات العالم كلها تنتج حوالي 2,25 بليون كيلوواط من الكهرباء في الساعة.
مصادر القدرة الكهربائيةهناك الكثير من محطات توليد القدرة الكهربائية في العالم، حيث تمد السكان بحاجاتهم من الكهرباء، وآلية عمل كل المحطات باختلاف أنواعها واحدةٌ؛ حيث يتم تدوير عمودٍ يطلق عليه التوربين، والذي يدير بدوره مولّداً كهربائيّاً يقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، وهناك ثلاثة أنواع من محطات القدرة الكهربائية في العالم هي:
- المحطات البخارية الّتي تعمل بواسطة الوقود الأحفوري.
- المحطات الكهرومائيّة.
- المحطات النوويّة.
- محطات أخرى متنوّعة تنتج كميّاتٍ صغيرةٍ من الكهرباء.
يعتبر قانون أوم هو القانون الرّئيسي، والّذي نفهم من خلاله علاقة الجهد بالتيار بالمقاومة، وسمي هذا القانون بأوم نسبةً إلى العالم الألماني جورج سيمون أوم، ويقول هذا القانون أنّ فرق الجهد الكهربائي في دارةٍ كهربائيةٍ يتناسب طردياً مع شدة التيار المار في هذه الدارة، ورياضياً:
الجهد=التيار×المقاومة. ج=ت×م. ت=ج/م. م=ج/ت. مع ملاحظة أنّ المقاومة م ثابتة ولا تتأثر بتغيّر قيمة فرق الجهد، ومنه تم اشتقاق قانون القدرة الكهربائية الّذي يعبر عنه رياضياً كالتالي:القدرة=الجهد×التيار. ق=ج×ت. حيث تقاس القدرة بوحدة الواط، والجهد بوحدة الفولت، والتيار بوحدة الأمبير، والمقاومة بوحدة الأوم. أمثلة توضيحية:- مثال1: ثلاجةٌ كتب عليها 4 أمبير، احسب قدرتها الكهربائية بالكيلو واط.
- مثال2: شاحن جهاز كتب عليه 20 فولت، و3 أمبير، احسب قدرته الكهربائية.
- مثال3: جهاز تلفاز كتب عليه أنه يعمل على تيارٍ ثابتٍ بنظام 14 فولت و 2 أمبير، احسب قدرته الكهربائية.
المقالات المتعلقة بقانون القدرة الكهربائية