الشغل Work والقدرة Power والطاقة Energy

اذهب الى الأسفل

الشغل Work والقدرة Power والطاقة Energy

مُساهمة من طرف Admin في الأحد فبراير 09, 2014 12:32 pm

الشغل Work والقدرة Power والطاقة Energy

غالبا ما يتم الخلط بين الكميات ذات الصلة : الشغل والقدرة والطاقة .

الشغل Work :

يتم عمل (بذل) شغل كلما سببت قوة F حركة ، فى نفس اتجاه القوة ، لمسافة d . تقاس القوة بوحدات النيوتن N ، وواحد نيوتن هو القوة اللازمة لتسريع كتلة قدرها واحد كيلوجرام لمسافة واحد متر كل ثانية كل ثانية   (1 m/s2)  . وبالتالى فإن الشغل هو حاصل الضرب F X d  ،  مفاس بالنيوتن متر ، وهذه الوحدة تسمى "الجول" . كما يرتبط الشغل بالعزم أو عزم الدوران المطبق على عامود يدور . كما أن الجول هو أيضا وحدة الشغل المستخدم فى القياسات الكهربائية .

القدرة Power :

القدرة هى معدل بذل (فعل) الشغل ةتقاس بالوات "W" ( وهو الشغل المبذول بالجول كل ثانية) . كما أن الشغل يولد حرارة وهى تقاس أيضا بالوات . غالبا يتم تحديد المحركات الكهربائية بواسطة الشغل المحمل بالحصان حيث واحد حصان 1HP يعادل 746 W . وبالتالى فإن محرك 1/2 HP تيار متردد يجب أن يسحب حوالى 1.5 A من مصدر شبكة 240V .  
الطاقة Energy :

الطاقة هى القدرة على القيام بالشغل وبسبب أنه من الأسهل قياس القدرة فإن الطاقة غالبا ما بتم حساب الطاقة كحاصل ضرب القدرة فى الزمن . وبالتالى فإن واحد جول يساوى واحد وات – ثانية ( وليس واحد وات كل ثانية ولكن وات مضروب بالثانية ) . وهذا يعنى أن واحد كيلووات ساعة يساوى 3600 كيلوجول
(1kWh = 3600 kilogoules)  أو يساوى 3.6 ميجا جول (MJ) . عندما يمر تيار خلال مقاومة ، يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية ، وهذه الحرارة تمرر إلى الهواء المحيط بالمقاومة وتبدد وتنتشر حولها . المعدل الذى تشتت (تبدد) به الحرارة ، وهو معدل الشغل ، هو القدرة وقاس بواحدات الوات .
يمكن حساب كمية القدرة المشتتة من أىكميتين من الكميات الأتية : V بالفولت ، و التيار I  بالأمبير والمقاومة R بالأوم كما يلى :
• استخدام V و I : Power = V X I   watts .
• استخدام V و I : Power = V2 / R   watt  .
• استخدام I و R : Power = I2 X R  watts .

معظم الدوائر الإلكترونية تستخدم تيارات صغيرة تقاس بالملى أمبير ، وقيم كبيرة من المقاومات تقاس بالكيلوأوم "k" ، ونحن نادرا ما نعرف كل من الفولت والتيار . وبالتالى فإنه يكون من المريح بشكل أكثر أن تقاس القدرة المشتتة بواسطة مقاومة بالملى وات باستخدام الفولت والكيلو أوم أو باستخدام الملى أمبير والكيلوأوم .  
بالتعبير بالوحدات V للفولت ، و I بالملى أمبير ، و W بالملى وات ، تصبح المعادلات :
• القدرة المشتتة بالملى وات تساوى V2/R ( باستخدام الفولت والكيلوأوم ) .
• القدرة المشتتة بالملى وات تساوى I2R (باستخدام الملى أمبير والكيلوأوم) .

مثال :
ما مقدار القدرة المشتتة عندما :
• جهد 6V يمرر تيار 1.4 A .
• جهد 8V موضوع عبر مقاومة 4 ohms .
• تيار 0.1 A يمر خلال مقاومة 15 R (15 أوم ) .

الحل :
• باستخدام V و I تكون القدرة :  Power = V X I =  6 X 1.4 = 8.4 W   .
• باستخدام V و R تكون القدرة : Power = V2/R = 82/4 = 64 / 4 = 16 W .
• باستخدام I و R تكون القدرة : Power = I2R = 0.12 X 15 = 0.01 X 15 = 0.15 W .
كمية الطاقة التى يتم تشتيتها كحرارة تقاس بالجول . الوات هو معدل تشتيت يساوى الطاقة المفقودة من واحد جول كل ثانية ، وبالتالى فإن : الطاقة بالجول تساوى القدرة بالوات مضروبة فى الزمن بالثوانى J=W/s ، أو القدرة بالوات تساوى الطاقة بالجول مقسومة على الزمن بالثوانى W=J/s .  
يتم إيجاد الطاقة بواسطة ضرب قيمة القدرة المشتتة بقيمة الزمن الذى يتم خلاله استمرار التشتيت . المعادلات الناتجة تكون : الطاقة المشتتة بالجول تساوى  V X I X t أو  V2t/R أو I2Rt ، حيث "t" هى الفترة الزمنية التى خلالها يستمر تشتيت القدرة ، مقاس بالثوانى . فى الإلكترونيات نادرا ما تحتاج لاستخدام الجول باستثناء مشاكل الحرارة أو حساب الطاقة المخزنة فى مكثف .
يتم تصنيف المكونات والأجهزة الكهربائية وفقا للقدرة التى تشتتها أو تحولها ، على سبيل المثال : المقاومة 3 وات سوف تشتت 3 جول من الطاقة كل ثانية ، والمحرك 3 كيلووات سوف يحول 3000جول من الطاقة كل ثانية إلى حركة ( إذا كانت كفاءته 100% ) .
كقاعدة عامة ، كلما زادت القدرة المشتتة المطلوبة ، كلما احتاج المكون أن يكون أكبر .

الرابط :

mediafire.com download/x4e1y4rah7ibhhc/Electric-Electronic-Service-Lesson1C.zip

x

Admin
Admin

عدد المساهمات : 1020
تاريخ التسجيل : 28/01/2014

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://fathallaabdelaziz.forumarabia.com

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

الرجوع الى أعلى الصفحة


 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى