← الرئيسية
الطاقة والقدرة
الفصل الأول · الدرس الأول · ٥

الطاقة والقدرة الكهربية

إزاي تختار القانون الصح من ٦ صيغ، وإيه معنى الأرقام المكتوبة على الأجهزة.

P=V I=I2 R=V2RP = \Vc\,\Ic = \Ic^2\,\Rc = \dfrac{\Vc^2}{\Rc}

Pالقدرة · وات
Wالطاقة · جول
Rالمقاومة · أوم

بعد الدرس ده هتقدر…

1اختبار سريع

قبل ما نبدأ

قبل ما نبدأ
مصباح فرق الجهد على طرفيه 220 V220\ \text{V} ويمر به تيار 0.5 A0.5\ \text{A}. قدرته...
قبل ما نبدأ
جهازان: الأول قدرته 60 W60\ \text{W} اشتغل 10 s10\ \text{s}، والتاني قدرته 40 W40\ \text{W} اشتغل 20 s20\ \text{s}. أنهي واحد استهلك طاقة أكتر؟
2الفرق بين «كام» و«بسرعة كام»

الطاقة مقابل القدرة

الطاقة = كام جول اتصرفوا. القدرة = بأي سرعة اتصرفوا. زي المسافة والسرعة بالظبط.

P=Wt⇒W=P tP = \dfrac{W}{t} \qquad\Rightarrow\qquad W = P\,t

ولو عوّضنا بـ V=W/QV = W/Q وQ=ItQ = It وV=IRV = IR:

W=VQ=VIt=I2R t=V2R t,P=VI=I2R=V2RW = \Vc\Qc = \Vc\Ic t = \Ic^2 \Rc\, t = \dfrac{\Vc^2}{\Rc}\,t \qquad , \qquad P = \Vc\Ic = \Ic^2\Rc = \dfrac{\Vc^2}{\Rc}

مختبر: القدرة في مقاومة — إيه اللي ثابت؟
2468101250100150R (Ω)P (W)36 W
المقاومة R
4Ω
P = V²/R = 144 / 4 = 36 W
الجهد ثابت (زي التوازي): المقاومة الأصغر بتسحب قدرة أكبر — P ∝ 1/R.
اختبر نفسك
أي من الوحدات التالية لا تكافئ وحدة الوات؟
مثال محلول · مثال الكتاب: القدرة والطاقة للمصباح
فرق الجهد بين طرفي مصباح 75 V75\ \text{V} والتيار المار خلاله 1.5 A1.5\ \text{A}. احسب القدرة المستهلكة والطاقة المستهلكة عند تشغيله 1010 دقائق.
  1. المعطيات
    V=75 VV = 75\ \text{V} ، I=1.5 AI = 1.5\ \text{A} ، t=10 mint = 10\ \text{min}
اختبر نفسك
في الدائرة: مقاومة 5 Ω5\ \Omega وبطارية 10 V10\ \text{V} مهملة المقاومة الداخلية. القدرة المستهلكة في الدائرة...
5 Ω10 V , r = 0
اختبر نفسك
الطاقة المستهلكة في نفس الدائرة خلال 20 s20\ \text{s}...
3٦ صيغ، مفتاح واحد

اختار القانون الصح

القاعدة: شوف إيه اللي ثابت أو معطى.

المعطى / الثابتاستخدم
VV وIIP=VIP = VI
II وRR (مثلًا توالي: نفس التيار)P=I2RP = I^2R
VV وRR (مثلًا توازي: نفس الجهد)P=V2RP = \dfrac{V^2}{R}
اختبر نفسك
في أي حالة تكون القدرة المستهلكة في المقاومة أكبر؟
(أ) مقاومة RR وجهد VV
(ب) مقاومة 2R2R وجهد VV
(ج) مقاومة RR وجهد 2V2V
(د) مقاومة 2R2R وجهد 2V2V
اختبر نفسك
دائرتان: (١) مقاومة RR وتيارها II. (٢) مقاومة 2R2R وتيارها 2I2I (البطاريتان مهملتا المقاومة الداخلية). النسبة P2P1\dfrac{P_2}{P_1} تساوي...
اختبر نفسك
ثلاث دوائر: (x) مقاومة 5 Ω5\ \Omega وبطارية 20 V20\ \text{V} (r=0r=0). (y) مقاومة 15 Ω15\ \Omega ويمر تيار 1 A1\ \text{A}. (z) بطارية 10 V10\ \text{V} (r=0r=0) ويمر تيار 3 A3\ \text{A}. الترتيب الصحيح من حيث القدرة المستمدة من المصدر...
اختبر نفسك
أربع مقاومات يمر بكل منها تيار:
(أ) تيار 2 A2\ \text{A} ومقاومة 5 Ω5\ \Omega
(ب) مقاومة 4 Ω4\ \Omega وفرق جهد 4 V4\ \text{V}
(ج) تيار 2 A2\ \text{A} وفرق جهد 10 V10\ \text{V}
(د) تيار 4 A4\ \text{A} وفرق جهد 20 V20\ \text{V}
في أي منها القدرة أكبر؟

عدد الإلكترونات في الثانية ← قدرة

مثال محلول · مقال ٩: نسبة القدرة من عدد الإلكترونات
سلكان: الأول مقاومته RR ويمر في مقطعه 102010^{20} إلكترون كل ثانية. الثاني مقاومته 2R2R ويمر في مقطعه 2×10202 \times 10^{20} إلكترون كل ثانية. احسب النسبة بين قدرة الأول وقدرة الثاني.
  1. التيار من عدد الإلكترونات
    I=NetI = \dfrac{Ne}{t} حيث t=1 st = 1\ \text{s} وe=1.6×10−19 Ce = 1.6 \times 10^{-19}\ \text{C}.
    I1=1020×1.6×10−19I_1 = 10^{20} \times 1.6 \times 10^{-19} ← كام أمبير؟
    A
4(١٠٠ V , ٨٠ W) يعني إيه؟

القيم المكتوبة على الجهاز

المكتوب على المصباح بيقول: «عند هذا الجهد بتكون قدرتي كذا». منها بتطلع حاجتين ثابتتين:

I=PV,R=V2PI = \dfrac{P}{V} \qquad , \qquad R = \dfrac{V^2}{P}

والمقاومة RR بتفضل ثابتة (بنعتبرها كده)، فلو الجهد اتغير استخدمها مع P=V2RP = \dfrac{V^2}{R}.

اختبر نفسك
مصباح مكتوب عليه (100 V,80 W)(100\ \text{V} , 80\ \text{W}) يعني أن...
اختبر نفسك
مروحة مكتوب عليها (100 W,220 V)(100\ \text{W} , 220\ \text{V}) وسخان مكتوب عليه (1000 W,220 V)(1000\ \text{W} , 220\ \text{V}). مقاومة السخان بالنسبة لمقاومة المروحة...
توقّع الأول
مصباح (100 V,80 W)(100\ \text{V} , 80\ \text{W}) وُصل بمصدر جهده 50 V50\ \text{V} فقط (نعتبر مقاومته ثابتة). قدرته الفعلية...
5المصدر ثابت الجهد

المقاومة المتغيرة والسخان

لما البطارية مهملة المقاومة الداخلية (r=0r = 0) فجهدها على الدائرة ثابت، ومعناه إن P=V2RP = \dfrac{V^2}{R}: كل ما RR تكبر، PP تقل.

اختبر نفسك
دائرة: بطارية r=0r = 0 ومقاومة متغيرة. عند زيادة المقاومة للضعف، معدل استهلاك الطاقة في الدائرة (القدرة)...
اختبر نفسك
سخان كهربي ملفه متصل بمصدر جهده 220 V220\ \text{V} مهمل المقاومة الداخلية. أزلنا الملف واستخدمنا ملفًا آخر مقاومته أعلى. إيه تأثير ده على معدل تسخين الماء؟
اختبر نفسك
في الدائرة: بطارية r=0r = 0 وأميتر وريوستات RVR_V على التوالي. أي شكل يمثل القدرة المستهلكة في RVR_V مقابل قيمتها؟
r = 0RVARPأRPبRPجRPد
6اكتب المعادلة واقرأ المعامل

الرسوم البيانية

الحيلة الوحيدة: اكتب القانون بدلالة المتغير الأفقي بالظبط، وشوف المعامل اللي جنبه.

الرسمالمعادلةالميل
PP مقابل I2I^2P=R⋅I2P = R \cdot I^2RR
PP مقابل V2V^2P=1R⋅V2P = \dfrac{1}{R} \cdot V^21R\dfrac{1}{R}
WW مقابل ttW=P⋅tW = P \cdot tPP
PP مقابل tt (تيار مستمر)ثابتصفر (خط أفقي)
اختبر نفسك
الرسم يمثل PP (رأسي) مقابل I2I^2 (أفقي) لموصل، وهو خط مستقيم من الأصل إلى النقطة (6 A2,30 W)(6\ \text{A}^2 , 30\ \text{W}). مقاومة الموصل...
246102030I² (A²)P (W)(6 , 30)
اختبر نفسك
رسم PP (رأسي) مقابل I2I^2 (أفقي) خط مستقيم من الأصل بميل موجب. ميل الخط يساوي...
I² (A²)P (W)
توقّع الأول
في رسم PP (رأسي) مقابل V2V^2 (أفقي) لموصل أومي، الميل يساوي...
اختبر نفسك
أي شكل يعبر عن العلاقة بين القدرة PP المستهلكة في موصل يسري به تيار مستمر والزمن tt؟
tPأtPبtPجtPد
اختبر نفسك
أي شكل يمثل العلاقة بين الطاقة WW المستهلكة في موصل يسري به تيار مستمر والزمن tt؟
tWأtWبtWجtWد
7كلمة السر في الصياغة

أفكار الامتحان

اختبر نفسك
الشغل المبذول لنقل شحنة 2 C2\ \text{C} داخل المصدر وخارجه (الدائرة كلها) 12 J12\ \text{J}. معنى ذلك أن...
8راجع

الخلاصة

0 / 21
أسئلة حليتها في الدرس ده · 0 من أول محاولة