قانون وات: ما هو؟ الصيغة، الأمثلة ومثلث قانون وات

ما هو قانون واط؟

يحدد قانون واط العلاقة بين الطاقة، التيار الكهربائي، وانخفاض الجهد في الدائرة الكهربائية. كما يوضح قانون واط أن طاقة الدائرة الكهربائية هي حاصل ضرب جهدها في تيارها.

صيغة قانون واط

يمكن تقديم صيغة قانون واط على النحو التالي. حيث توضح العلاقات بين الطاقة (واط)، التيار (أمبير) والجهد (فولت).

مثال على قانون واط 1

افترض أنك تحاول معرفة كم عدد الأجهزة الإضاءة بقوة 500 واط يمكنك توصيلها في دائرة دون أن تنفجر المقاومة.

أولاً، تريد معرفة كمية التيار التي يمكن سحبها من الدائرة. معظم المنازل لديها دوائر بقوة 15 أمبير وأغلب الدوائر لها مقاومة كهربائية بقوة 20 أمبير. فما هي القوة الكهربائية الإجمالية؟

نعلم أن الواط = الفولت × الأمبير. لذا، هنا تم إعطاء قيمة الجهد والتيار كـ 110 فولت و20 أمبير. الآن، ستكون القدرة المحسوبة 2200 واط. لذا، يجب أن تكون أي أجهزة نقوم بتوصيلها في الدائرة أقل من 2200 واط، لأن هذا هو كل الطاقة المتاحة في هذه الدائرة. يمكنك بأمان توصيل أربع أجهزة إضاءة بقوة 500 واط في الدائرة (أو اثنين بقوة 1000 واط) مع هامش أمان 200 واط.

مثال على قانون واط 2

إذا كان جهد المصباح الكهربائي 120 فولت والقدرة 60 واط، ما هو التيار الحقيقي؟

لذا، هنا تم إعطاء قيمة الجهد والقدرة للمصباح كـ 120 فولت و60 واط على التوالي. نعلم بالفعل أن التيار = القدرة / الجهد. لذا، عند التعويض بالقيم، سيكون قيمة التيار 0.5 أمبير.

مثال على قانون واط 3

لنفترض أن لديك مصباحًا بقوة 100 واط في منزلك. نعلم أن الجهد المطبق على المصباح عادة ما يكون 110 فولت أو 220 فولت بحيث يمكن قياس التيار المستهلك كما يلي.

I = P/V = 100 واط / 110 فولت = 0.91 أمبير أو I = P/V = 100 واط / 220 فولت = 0.45 أمبير.

لكن يمكنك رؤية أنه من الأسهل استخدام مصباح بقوة 60 واط. عادة ما يقوم مزود الكهرباء بتحصيل رسوم الاستخدام بالكيلوواط ساعة (كيلوواط ساعة). الكيلوواط ساعة هو كمية الطاقة اللازمة لإنتاج 1000 واط من الطاقة لمدة ساعة واحدة.

قانون واط مقابل قانون أوم

يوضح قانون واط العلاقة بين القدرة، الجهد والتيار.

القدرة: القدرة هي معدل استخدام الطاقة. وحدة قياس القدرة الكهربائية تسمى الواط، نسبة إلى جيمس واط. عندما يتم استخدام فولت واحد لتحريك أمبير عبر دائرة، فإن العمل المنجز يساوي واط واحد من القدرة.

عند مرور الإلكترونات عبر المقاومة في الدائرة الكهربائية، تتصادم الإلكترونات مع بعضها البعض ومع الذرات التي تشكل المقاومة. هذه التصادمات تنتج الحرارة وتؤدي إلى فقدان للطاقة. لذا، يتم تقديم تباين في قانون واط كالتالي:

التيار: حركة الإلكترونات أو الجسيمات الأخرى عبر الموصل تسمى التيار. الوحدة المستخدمة لحساب معلمة التيار هي الأمبير. الرمز المستخدم لتمثيل الأمبير هو الحرف "A". يتم استخدام الحرف الصغير أو الكبير حسب الوضع. الرمز المستخدم لتمثيل معلمة التيار هو الحرف "I".

الجهد: الضغط الكهربائي الذي يسبب حركة الإلكترونات أو الجسيمات الأخرى عبر الدائرة يسمى الجهد. الوحدة المستخدمة لحساب معلمة الجهد هي الفولت. الرمز المستخدم لتمثيل الفولت هو الحرف "V". يتم استخدام الحرف الصغير أو الكبير حسب الوضع.