ماذا تعني الكهرباء؟

الجهد الكهربائي و التيار الكهربائي هما المعلمتان الأساسيتان لـ دارة كهربائية. ولكن، فقط الجهد الكهربائي و التيار الكهربائي ليسا كافيين للتعبير عن سلوك عنصر دارة كهربائية. نحتاج أساساً لمعرفة كمية الطاقة الكهربائية التي يمكن أن يتعامل معها عنصر الدارة. لقد رأينا جميعاً أن مصباح كهربائي بقوة 60 واط يعطي ضوءاً أقل من مصباح كهربائي بقوة 100 واط. عندما ندفع فاتورة الكهرباء لاستهلاك الكهرباء، فإننا ندفع في الواقع رسوماً على الطاقة الكهربائية لفترة زمنية محددة. وبالتالي فإن حساب الطاقة الكهربائية هو أمر ضروري جداً لتحليل دارة كهربائية أو شبكة كهربائية.

لنفترض أن عنصراً ما يوفر أو يستهلك طاقة قدرها dw جول لمدة dt ثانية، فإن قوة العنصر يمكن تمثيلها كـ،

يمكن إعادة كتابة هذه المعادلة كـ،

وبالتالي، بما أن التعبير عن الجهد والتيار في المعادلة هو فوري، فإن القوة هي أيضاً فورية. القوة المُعبر عنها متغيرة مع الزمن.

لذا، فإن قوة عنصر الدارة هي حاصل ضرب الجهد عبر العنصر والتيار خلاله.

كما أخبرنا بالفعل، يمكن لعنصر الدارة أن يمتص أو يزود بالطاقة. نمثل امتصاص الطاقة بإضافة علامة موجبة (+) في تعبير الطاقة. وبالمثل، نضع علامة سالبة (-) عند تمثيل الطاقة التي يزود بها عنصر الدارة.

اتفاقية الإشارة السلبية

هناك علاقة بسيطة بين اتجاه التيار وقطبية الجهد وإشارة قوة عنصر الدارة. نسمي هذه العلاقة البسيطة اتفاقية الإشارة السلبية. عندما يدخل التيار في العنصر عبر طرفه ذو القطبية الموجبة للجهد، نضع علامة موجبة (+) قبل حاصل ضرب الجهد والتيار. هذا يعني أن العنصر يمتص أو يستهلك الطاقة من دارة كهربائية. وعلى الجانب الآخر، عندما يخرج التيار من العنصر عبر طرفه ذو القطبية الموجبة للجهد، نضع علامة سالبة (-) قبل حاصل ضرب الجهد والتيار. هذا يعني أن العنصر يزود أو يوفر الطاقة لدارة الكهربائية.

لنأخذ مقاوماً متصلًا عبر طرفين في الدارة. رغم أن باقي الدارة لم يتم عرضه هنا في الشكل. قطبية انخفاض الجهد عبر المقاوم واتجاه التيار خلال المقاوم موضح في الشكل أدناه. المقاوم يستهلك طاقة قدرها vi واط حيث يدخل التيار i أمبير في المقاوم عبر طرفه الموجب لانخفاض الجهد v فولت كما هو موضح.

لنأخذ بطارية متصلة عبر طرفين في الدارة. رغم أن باقي الدارة لم يتم عرضه هنا في الشكل. قطبية انخفاض الجهد عبر البطارية واتجاه التيار خلال البطارية موضح في الشكل أدناه. البطارية تزود بطاقة قدرها vi واط حيث يدخل التيار i أمبير في البطارية ذات الجهد v فولت عبر طرفها الموجب كما هو موضح.

المصدر: Electrical4u

بيان: احترام الأصل، المقالات الجيدة مستحقة للتقاسم، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى الاتصال لحذف.