الشغل Work والقدرة Power والطاقة Energy

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي 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 : 1003
تاريخ التسجيل : 28/01/2014

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

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة

- مواضيع مماثلة

 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى