الخميس , مايو 23 2019

مبادئ الكهرباء 2

نكمل في هذا الجزء دورة مبادئ الكهرباء 1
في هذا الجزء سنتحدث عن
القدرة الكهربائية Electrical Power
الطاقة الكهربائية Electrical Energy
المقاومة والمقاومة النوعية Resistance and Resistivity
قانوني كيرشوف الاول والثاني Kirchhoff’s Laws

 

القدرة الكهربائية Electrical Power
القوة (P) للدائرة هي حلصل ضرب الجهد الكهربائي المجهز في التيار المستهلك.
P = IV = VOLTS x AMPS
وحدة الطاقة الكهربائية تسمى واط WATT
العلاقة بين القدرة الكهربائية التي تقاس بالواط و القدرة الميكانيكية التي تقاس بالحصان هي كالاتي
1 حصان = 746 واط.
HORSEPOWER = 746 WATT.
الطاقة الكهربائية Electrical Energy
الطاقة (الشغل) التي توفرها الدائرة الكهربائية هي

الشغل = القدرة X الزمن WORK = POWER x TIME
ش = الفولت X الامبير X الثانية W = VOLTS x AMPS x SECONDS
وحدة الشغل تسمى الجول JOULE
ملاحظة: – واحد JOULE هو كمية صغيرة جدا من الطاقة الكهربائية. عادة ، يتم حساب الطاقة الكهربائية ب “الوحدات الكهربائية”. وحدة كهربائية واحدة (كيلو واط . ساعة) التي تساوي 3،600،000 جول. في العراق تكون تكلفة الوحدة الكهربائية الواحدة حوالي 10 دنانير.

المقاومة والمقاومة النوعية Resistance and Resistivity

المقاومة Resistance
الاوميتر “OHMMETER” عبارة عن جهاز لقياس “المقاومة” في اي دائرة ، ونستخدمها كثيرا في حياتنا العملية ، ويجب تذكر النقاط التالية.
• تتميز الموصلات بمقاومة منخفضة جدًا (أقل من 1 اوم Ω)
• العوازل لديها مقاومة عالية جدا (أكثر من 10،000،000 أوم Ω )
• الأحمال لها مقاومة ثابتة أثناء التصنيع فلكل حمل مقاومة معينة . يتسبب الخطأ في وجود دائرة مفتوحة (مقاومة عالية جدًا) أو دائرة قصيرة (بدون مقاومة) او ما يسمى Short

المقاومة النوعية Resistivity
المقاومة النوعية RESISTIVITY هي خاصية مادية لمادة ما ولكل مادة مقاومتها النوعية . إن المقاومة النوعية للموصل منخفضة جدًا وإن المقاومة النوعية للعازل عالية جدًا. تم قياس المقاومة النوعية للمواد من خلال قياس مقاومة متر مكعب واحد من مادة ما بين وجهين.

الأمثلة النموذجية على المقاومة النوعية للموادهي:
المقاومة النوعية للنحاس Cu = 1.725 × 10-8 Ωm
المقاومةالنوعية لل PVC هي PVC = 1.2 × 1010 Ωm
المقاومة مهمة لأن أنواع مختلفة من الموصلات والمواد العازلة تستخدم في الأجهزة الالكترونية. يجب تذكر النقاط التالية عند تغيير الموصلات / العوازل ووضع الكابلات الجديدة.
• تغيير مادة الموصل سيغير مقاومة الموصل (على سبيل المثال مقاومة الألومنيوم هي ضعف مقاومة النحاس)
• كلما زاد طول الموصل (الكيبل) كلما ارتفعت مقاومته.
•كلما قل الموصل سمكا (مساحة المقطع العرضي) كلما زادت مقاومة الموصل.
لذلك ، يمتلك الكابل الرفيع الطويل مقاومة أكثر من الكابل السميك القصير.
لنأخذ امثلة:

مثال :
كيبل من النحاس له مقاومة تساوي 5 اوم ، ومساحة مقطعه العرضي 4mm2 وطوله 500 متر. ماذا ستكون مقاومة كيبل من الألمنيوم مساحة مقطعه 8mm2 (مقاومته تساوي ضعف مقاومة النحاس) وبنفس الطول؟
الحل:
بما ان مقاومة كيبل الالمنيوم ضعف مقاومة كيبل النحاس اذن ستكون مقاومته5*2=10 اوم لنفس مساحة المقطع , لكن كيبل الالمنيوم له ضعف مساحة المقطع لذلك ستكون مقاومته 10/2 اي 5 اوم.
نلاحظ هنا مع ان مقاومة الالمنيوم ضعف مقاومة النحاس ومع هذا كان للكيبلان نفس المقاومة بسبب كون مساحة مقطع الالمنيوم الضعف (8mm2 )
لنأخذ تمارين
تمرين 1
سؤال:
حمل له مقاومة 500 اوم. إذا كان التيارالمار به يساوي 2 أمبير ، جد فولتية المصدر؟
حل:
حساب قامون OHM الخاص بالقانون
V = IR
V = 2A × 500Ω = 1000 V
اذن جهد المصدر= 1000 فولت.
تمرين 2
سؤال:
دائرة كهربائية لها تيار كهربائي مسحوب يساوي 20mA ومصدر جهد يساوي 3kV. جد:-
1- المقاومة
2- الطاقة المستخدمة من قبل الحمولة.
حل:
1- من مثلث قانون أوم.
مقاومة الدائرة تساوي الفولتية مقسوم على المقاومة R=V/I
20mA =0.020 A 3kV=3000 V
مقاومة الدائرة =3000/0.020=150000 اوم
2- من معادلة القدرة P = I V اذن 60= P=0.020 X 3000
القدرة المستهلكة تساوي 60 واط

تمرين 3
سؤال:
سخان ماء كهربائي له قدرة مسخن 3.3 كيلووات. إذا كان مصدر الجهد هو 220V فجد:
أ) التيار المسحوب من المصدر
ب) مقاومة السخان.
الحل:
أ) معادلة القدرة
P = IV
اذن I=P/V
3300/220=15A التيار المسحوب من المصدر
ب) من مثلث قانون أوم.
R=V/I
220/15=14.67 اوم
مقاومة السخان = 14.67 اوم

تمرين 4
سؤال:
مصباح كهربائي لديه مقاومة من 50 درجة اوم. إذا كان جهد التغذية هو 200 فولت ، جد:
1- التيار المسحوب من المصدر.
ب) القدرة المستهلكة في المصباح.
ج) الطاقة المستهلكة في ساعة واحدة.
حل:
أ) من مثلث قانون اوم
4=200/50 =I=V/R
التيار المسحوب من المصدر I= 4A
ب) معادلة القدرة هي
P = IV
800 = 4 × 200 =
القدرة المستهلكة في المصباح = 800 واط
ج) معادلة الطاقة هي
P = CURRENT x VOLTAGE x SECONDS
= 4 × 200 × 60 × 60
2880000 جول
الطاقة المستخدمة في ساعة واحدة = 2.88 ميكا جول

قوانين كيرتشوف
قوانين كيرشوف هي امتداد لقانون أوم. يجب عليك تذكرها. سيتم استخدامها في الجزء التالي (الربط على التوالي والربط على التوازي).
القانون الاول

شكل يوضح قانون كيرشوف الاول
مجموع التيارات الكهربائية التي تتدفق او الداخلة إلى نقطة (X) في دائرة كهربائية تساوي مجموع التيارات الكهربائية المتدفقة او الخارجة من تلك النقطة.
I 1 + I 2 = I 3 + I 4

يتبع ان شاء الله

ماتقييمك لهذا الدرس ؟

0

تقييم المستخدمون: 4.53 ( 2 أصوات)
شارك الموضوع مع اصدقائك
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

عن احمد عبد الوهاب

احمد عبد الوهاب
حاصل على شهادة البكلوريوس في الهندسة الكهربائية و دبلوم في الالكترونيك. متخصص في السيطرة الكهربائية والتحكم الالي باستخدام المتحكم المنطقي القابل للبرمجة PLC .نشر معرفتي و خبرتي بهذه المدونة يجعلني سعيدًا. أحب البرمجة و تصميم المواقع الالكترونية .هوايتي الزراعة و العناية بالحديقة والنباتات الداخلية.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *