اختراعات


1- تمهيد :




الكهرباء مكون من مكونات هذا الكون تختلف قدرته من وسط الى اخر , قدرته في الصواعق أكبر من قدرته في الدارات الكهربائية والسيالة العصبية في الجسم . ماهو اذن "مدلول "القدرة الكهربائية ؟وكيف تحسب ؟

2-القدرة الكهربائية الأسمية :

1-2) المميزات الأسمية لجهاز كهربائي :

جل الأجهزة الكهربائية تحمل لوحة تسمى اللوحة الوصفية كتبت عليها مقادير فيزيائية تسمى المميزات الأسميةوهي تحدد ظروف الاشتغال العادي لكل جهاز.
∗مثال :آلة حاسبة.

نعتبر اللوحة الوصفية للآلة حاسبة:
انطلاقا من قراءة اللوحة الوصفية للآلة الحاسبة نستخلص المميزتين الأسميتين:
  • 3v وتمثل التوتر الاسمي .
  • 0.0004w وتمثل القدرة الكهربائية الأسمية.
يرمز للقدرة الكهربائية بالرمز P ووحدتها العالمية هي الواط رمزها w.
∗ بعض أجزاء و مضاعفات الواط :

مضاعفات الواطأجزاء الواط
1KW=103W(الكيلوواط)1mW=10-3W(الميليواط)
1MW=106W(الميغاواط)1μW=10-6W(الميكروواط)
1GW=109W(الجيغاواط)1nW=10-9W(النانوواط)


∗ تمرين مدمج 1:(الملائمةL’adaptation) : نريد تزويد  الآلة الحاسبة السابقة بالطاقة الكهربائية انطلاقا من مأخذ التيلر الكهربائي المنزلي . فسر كيف ؟
∗الحل :انطلاقا من قراءة اللوحة الوصفية لدينا التوتر الاسمي للالة الحاسبة هو 3v ونعلم ان التوتر الاسمي لمأخد التيار المنزلي هو220v او 230v لهذا يجب استعمال محول خافض للتوتر .

1-2)مدلول القدرة الكهربائية الاسمية :

أ - تجربة :


ب - ملاحظة وتفسير :

  • المصباحان يشتغلان بنفس التوتر.
  • المصباح L1 أكتر اضاءة من المصباح L2 لان القدرة الكهربائية للمصباحL1 أكبر.

ج - استنتاج :

تعبر القدرة الكهربائية الاسمية على تفوق جهاز كهربائي في أداء وظيفة معينة كالإضاءة , التسخين أوالتحريك.

∗ تمرين مدمج 2: فرن كهربائي مزود بصفيحتين مسخنتين r1 و r2 قدرتيهما على التوالي1200w و 1700w

أي الصفيحتان أكثر تسخينا؟علل جوابك؟
∗الحل: الصفيحة r2 أكثر تسخينا لأن القدرة الكهربائية الاسمية لهذه الصفيحة أكبر.

3 - القدرة الكهربائية المستهلكة من طرف جهاز كهربائي :

1-3) في التيار المستمر:

أ - تجربة : نقيس شدة التيار والتوتر بالنسبة لثلاثة مصابيح مختلفة L2 , L1 و L3 .


ب ملاحظة وتفسير :

التوتر الأسمي (v)شدة التيار (A)الجداء U×Iالقدرة الأسمية (w)
المصباح L112,61,1914,9415
المصباح L212,41,7021,0821
المصباح L312,60,415,165
انطلاقا من تحليل نتائج الجدول واخدا بعين الاعتبار هامش الخطأ المتعلق بالتجربة نلاحظ أن القدرة الكهربائية الاسمية تساوي الجداءU×I


ج - استنتاج :

في التيار المستمر تساوي القدرة الكهربائية المستهلكة من طرف جهاز كهربائي الجداء U×I ونكتب P=U×I بحيث:
U التوتر المطبق بين مربطي الجهاز بالفولط (v)
I شدة التيار المار بالجهاز بالأمبير (A)
P القدرة الكهربائية المستهلكة بالواط (w) .

ملحوظة :القدرة الكهربائية الاسمية هي حالة خاصة للقدرة الكهربائية المستهلكة : القدرة 

الكهربائية الاسمية هي القدرة الكهربائية المستهلكة عند الاشتغال العادي لجهاز.

∗ تمرين مدمج 3: يحمل مصباح كهربائي الاشارتين :(12v-45w)
أ - ماهي القدرة الكهربائية الأسمية للمصباح ؟
ب - أحسب القدرة الكهربائية المستهلكة عند تشغيل المصباح بالتوتر 12v
ج - عند تشغيل المصباح بتوتر 9v يمر فيه تيار كهربائي شدته 4,44A , أحسب القدرة الكهربائية المستهلكة في هذه الحالة .
∗ الحل :
أ - القدرة الكهربائية الأسمية هي : 45w
ب - القدرة الكهربائية المستهلكة هي 45w لأن 12v هو التوتر الأسمي للمصباح (أثناء الأشتغال العادي يستهلك جهاز قدرة كهربائية تساوي قدرته الأسمية)
ج - في هذه الحالة القدرة الكهربائية المستهلكة هي:P=UI=9v.4,44A=39,96w

2-3) في التيار المتناوب:

أ- تجربة:

نعيد التجربة السابقة وبدل المصابيح الثلاثة  نستعمل مصباح ,مكواة ومحرك كهربائي.

ب-ملاحظة وتفسير:

جدول النتائج

التوتر (v)شدة التيار (A)الجداء U×Iالقدرة الاسمية (w)
المصباح2200,4599100
المكواة22010,882393,62400
المحرك2202,1462400

- بالنسبة للمصباح والمكواة نلاحظ أن القدرة الكهربائية تساوي تقريبا الجداء UxI
- بالنسبة للمحرك الكهربائي نلاحظ أن القدرة الكهربائية أصغرمن الجداء UxI

ملحوظة:المصباح والمكواة...أجهزة تحول الطاقة الكهربائية الى طاقة حرارية (مفعول جول) بينما المحرك الكهربائي يحول الطاقة الكهربائية أساسا الى طاقة ميكانيكية.
مفعول جول: يؤدي مرور تيار كهربائي في موصل الى ارتفاع درجة حرارته,هذا المفعول الحراري للتيار الكهربائي يسمى مفعول جول.

ج- استنتاج:

في التيار المتناوب فقط بالنسبة للأجهزة ذات مفعول جول كالمصابيح, أجهزة التسخين (المقاومات الكهربائية بصفة عامة) لدينا P=U×I بحيث:
U التوتر الفعال المطبق بين قطبي الجهاز بافولط .
I شدة التيار الفعالة التي تخترق الجهاز بالأمبير .

∗ تمرين مدمج 4: نربط مكواة بمأخد تيار كهربائي توتره الفعال 230V فيخترقها تيار كهربائي فعال شدته 6,52A . أحسب القدرة الكهربائية المستهلكة من طرف المكواة .
∗ الحل : نعلم أن P=UI لدينا U=230V و I=6,52A اذن :P=230V.6,52A=1499,6W ≈1500W

∗ تمرين مدمج 5: القدرة الكهربائية المستهلكة في مصباح طبق بين مربطيه توتر U=230V هي P=100W . أحسب شدة التيار المارة بالمصباح .
∗ الحل : نعلم أن P=UI يعني I=P ⁄ U ولدينا U=230V و P=100W ,
 تطبيق عددي (ت.ع) :I=(100W ⁄ 230V)=0,43A


4 - بعض التطبيقات:

1-4) القدرة الكهربائية المستهلكة من طرف اجهزة تسخين ذات مفعول جول:

نعتبر الدارة الكهربائية أسفله والتي تمثل الدارة الكهربائية للأجهزة التسخين ذات المفعول الحراري للتيار الكهربائي )أجهزة تحول الطاقة الكهربائية الى طاقة حرارية (. تتكون هذه الأجهزة أساسا من مقاومة كهربائية .


القدرة الكهربائية P المستهلكة من طرف الجهاز هي :P=U×I
ونعلم حسب فانون أوم أن U=R×I : ومنه فان :P=(R×I)×I
اذن P=R×I2 بحيث R المقاومة الكهربائية بالأوم Ω و I شدة التيار الكهربائي بالأمبير (A) , هذه العلاقة تعبر عن قانون جول.
ملحوظة: يمكن التعبير عن القدرة الكهربائية المستهلكة في جهاز التسخين كما يلي P=U2⁄R
∗ برهان : نعلم ان :P=U×I و ونعلم أن :U=R×I اي I=U ⁄ R ومنه :P=U×(U ⁄ R)=U2 ⁄ R

∗ تمرين مدمج 6: نربط مقاومة كهربائية R=75Ω بمأخد التيار الكهربائي فيمر فيها تيار كهربائي شدته I=2,93A . أحسب القدرة الكهربائية للمقاومة.
∗ الحل : لدينا R=75Ω و I=2,93A ونعلم أن P=R×I2أي P=75Ω×(2,93A)2=643,86w

∗ تمرين مدمج 7: نقرأ على اللوحة الوصفية لجهاز تحظير القهوة الساخنة مايلي :(220v,600w)
أ - أحسب الشدة الفعالة للتيار الكهربائي المار بالجهاز اثناء الاشتغال العادي.
ب - استنتج مقاومة الجهاز.
∗ الحل :
أ - نعلم أن P=U× I أي I=P ⁄ U لدينا U=220v و P=600w تطبيق عددي (ت.ع) :I=(600w ⁄ 220v )=2,72A
ب - حسب قانون أوم U=R×Iأي R=U ⁄ Iاذن R=(220v ⁄ 2,72A )=80,88Ω

2-4) حماية الأجهزة الكهربائية:

لحماية جهاز كهربائي من الارتفاع المفاجئ للتيار الكهربائي نركب على التوالي مع الجهاز صهيرة ملائمة . فكيف يتم ذالك ؟
لاختيار صهيرة ملائمة يجب تحديد شدة التيار التي ستعبر الجهاز اثناء الاشتغال العادي اما انطلاقا من قرائتها على اللوحة الوصفية أو حسابها انطلاقا من العلاقة I=P⁄U حيث U التوتر الاسمي و P القدرة الكهربائية الاسمية .

∗ تمرين مدمج 8: في تركيب منزلي نريد اختيار الصهيرة الملائمة تركيبها مع مسخن كهربائي (230V-1,8KW) . من بين الصهائر التالية (10A-15A-20A-32A) اختر الصهيرة الملائمة .
∗ الحل : لتحديد الصهيرة الملائمة يجب في البداية معرفة التيار الذي يعبر الجهاز اثناء الاشتغال العادي , نعلم أن I=P ⁄ U ولديناU=230V و P=1,8KW=1800W ت.ع (تطبيق عددي) I=(1800W ⁄ 230V)=7,82A , لا يجب تجاوز هذه الشدة كثيرا لتفادي اتلاف الجهاز , اذن اختار الصهيرة 10A

∗ تمرين مدمج 9: : نقرأ على اللوحة الوصفية للفاصل الكهربائي في تركيب منزلي الاشارتين : الشدة القصوى 15A , توتر الاستعمال 220V .
أ - أحسب القدرة الكهربائية القصوى التي لاينبغي تجاوزها في هذا التركيب .
ب - ماذا سيحدث اذا تم تجاوز هذه القدرة ؟
∗ الحل :
أ - لدينا I=15A و U=220V اذن القدرة القصوى للفاصل هي P=220V.15A=3300W
ب - اذا تم تجاوز هذه القدرة القصوى مثلابسبب تشغيل في نفس الوقت مجموعة من الأجهزة مجموع قدراتها يفوق القدرة القصوى للفاصل فان هذا الاخير سيفتح وينقطع التيار عن التركيب .



  • adblock تم الكشف عن مانع الإعلانات

الإعلانات تساعدنا في تمويل موقعنا، فالمرجو تعطيل مانع الإعلانات وساعدنا في تقديم محتوى حصري لك المدونة تتضمن فقط اعلانات جوجل ولا تحتوي على اي اعلانات اخرى أو توافد منبتقة. شكرًا لك على دعمنا ❤️