چیست برق؟

ولتاژ و جریان الکتریکی دو پارامتر اساسی در یک مدار الکتریکی هستند. اما، فقط ولتاژ و جریان الکتریکی برای بیان رفتار یک عنصر مدار الکتریکی کافی نیست. ما به طور اساسی باید بدانیم که چقدر توان الکتریکی، یک عنصر مدار می‌تواند تحمل کند. همه ما دیده‌ایم که یک لامپ الکتریکی ۶۰ واتی کمترین نور را نسبت به یک لامپ ۱۰۰ واتی تولید می‌کند. وقتی ما برای مصرف برق پرداخت می‌کنیم، در واقع هزینه‌ی توان الکتریکی برای مدت زمان مشخصی را پرداخت می‌کنیم. بنابراین محاسبه‌ی توان الکتریکی برای تحلیل یک مدار یا شبکه الکتریکی بسیار ضروری است.

فرض کنید یک عنصر انرژی dw جول را در زمان dt ثانیه تأمین یا مصرف می‌کند، آنگاه توان عنصر می‌تواند به صورت زیر نشان داده شود،

این معادله نیز می‌تواند به صورت زیر بازنویسی شود،

بنابراین، چون عبارت ولتاژ و جریان در معادله لحظه‌ای هستند، توان نیز لحظه‌ای است. توان بیان شده متغیر با زمان است.

بنابراین، توان یک عنصر مدار حاصل ضرب ولتاژ روی عنصر و جریان از آن است.

همانطور که قبلاً ذکر شد، یک عنصر مدار می‌تواند توان را جذب یا تحویل دهد. ما جذب توان را با قرار دادن علامت مثبت (+) در عبارت توان نشان می‌دهیم. به همین ترتیب، وقتی توان تحویل داده شده توسط عنصر مدار را نشان می‌دهیم، علامت منفی (-) را قرار می‌دهیم.

معیار علامت غیرفعال

رابطه ساده‌ای بین جهت جریان، قطبیت ولتاژ و علامت توان یک عنصر مدار وجود دارد. ما این رابطه ساده را معیار علامت غیرفعال می‌نامیم. وقتی جریان از طریق ترمینال با قطبیت ولتاژ مثبت وارد یک عنصر می‌شود، ما علامت مثبت (+) را قبل از حاصل ضرب ولتاژ و جریان قرار می‌دهیم. این بدان معناست که عنصر توان را از مدار الکتریکی می‌جذب کند. از طرف دیگر، وقتی جریان از طریق عنصر از ترمینال با قطبیت ولتاژ مثبت خارج می‌شود، ما علامت منفی (-) را قبل از حاصل ضرب ولتاژ و جریان قرار می‌دهیم. این بدان معناست که عنصر توان را به مدار الکتریکی تحویل می‌دهد.

بگذارید یک مقاومت را که به دو ترمینال مدار وصل شده است در نظر بگیریم. اگرچه بقیه مدار در این شکل نشان داده نشده است. قطبیت افت ولتاژ روی مقاومت و جهت جریان از طریق مقاومت در شکل زیر نشان داده شده است. مقاومت توان vi وات را مصرف می‌کند زیرا جریان i آمپر از طریق سمت مثبت افت ولتاژ v ولت وارد مقاومت می‌شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است.

بگذارید یک باتری را که به دو ترمینال مدار وصل شده است در نظر بگیریم. اگرچه بقیه مدار در این شکل نشان داده نشده است. قطبیت افت ولتاژ روی باتری و جهت جریان از طریق باتری در شکل زیر نشان داده شده است. باتری توان vi وات را تحویل می‌دهد زیرا جریان i آمپر از طریق سمت مثبت باتری v ولت وارد می‌شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است.

منبع: Electrical4u

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوب ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، اگر نقض حق نشر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.