4 استخدام الطاقة الكهربائية

بسم الله الرحمن الرحيم طلابنا الاعزاء نستكمل معا شرح الوحده الثالثه التيار الكهرباء الفكره الرئيسيه في هذه الوحده تنقل التيارات الكهربائيه الطاقه الكهربائيه التي يمكن تحويلها الى اشكال طاقه اخرى اليوم ان شاء الله تعالى سوف نتحدث عن استخدام الطاقه الكهربائيه تستخدم الكثير من الاجهزه في المنزل الطاقه الكهربائيه وتحولها الى صور اخرى من الطاقه مثال في مصابيح الاضاءه تتحول الطاقه الكهربائيه الى طاقه شعيه قد تكون ضوء او ضوء وحراره وهناك المصابيح الموفره للطاقه تكون عباره عن ضوء بنسبه عاليه ايضا المروحه تحول الطاقه الكهربائيه الى طاقه حركيه ايضا السخان الكهربائي يحول الطاقه الكهربائيه الى طاقه حراريه فكل جهاز ي الطاقه الكهربائيه ويحولها الى صوره اخرى من صور الطاقه لدينا معظم الاجهزه يكون مكتوب عليها رقم وجنب حرف الدبليو الدبليو هنا معن الوات ماذا نعني بهذا هذا يعني قدره هذا الجهاز اي ان هذا الجهاز يستهلك طاقه مقدارها 2000 جول في الثانيه الوحده وهذا الرقم يعني الق ما المقصود بالقدره القدره هي الطاقه المستهلكه في الثانيه الواحده كما ذكرنا 2000 وات تعني ان في الثانيه الواحده يستهلك طاقه مقدارها 2000 جول اي يحول الطاقه الكهربائيه الى شكل اخر من اشكال الطاقه او المعدل الذي تتحول به الطاقه من شكل الى اخر قانون القدره الاساسي البي تساوي اي تقسيم حيث ان البي هي القدره وتقاس وحده الوات الاي هي الطاقه وتقاس بوحده الجول التي هو الزمن ويقاس بوحده الثانيه لاحظ من هذا القانون الواط يعادل جول على الثانيه ايضا هناك علاقه للقدره بدلاله فرق الجهد والتي فهنا البي تساوي اي دلتا ب وهذا هو القانون الاساسي من قانون اوم تذكر اخذنا سابقا قانون اوم عندما رسمناه بشكل مثلث ار تساوي دلتا في على اي لو بدانا بقانون القدره البي تساوي اي دلتا في من هذا المثلث الاي ماذا تساوي دلتا في على نحذف الاي ونضع مكانها من قانون اوم دلتا في على اصبح الان الموجود لدينا ماذا الموجود لدينا دلتا في ضرب دلتا في اللي هو دلتا في تربيع على ار وهذا شكل اخر لقانون القطر بنفس الطريقه يمكنا البي تساوي اي دلتا في ولكن في هذه المره سوف نعوض عن الدلتا في من قانونها طبعا الدلتا في من قانون او تساوي اي في ار فيكون الناتج اي ضرب اي ضرب ار اللي هو الناتج اي تربيع ار وهذه صوره اخرى لقانون القدره فاذا لدينا هذه الصور الثلاث هي صوره واحده ولكن تم تعديلها على حسب قانون اوم وحده قياس القدره الوحده الاساسيه نعبر عنها بحرف الدبل وات او الجول على الثان بدلاله الوحدات الاساسيه كيلو جرام في متر تربيع على ثانيه اس او يمكن كتابتها ضرب ثانيه اس سالب هي ممكن كتابتها بهذا الشكل كيلو جرام في متر تربيع على ثانيه اس طبعا هنا انتبه جيدا لهذا الم قوانين الطاقه هي نفسها قوانين القدره ولكن بضرب البي فيي فهنا يمكن كتابه القوانين بهذا الشكل الطاقه اي في دلتا في مضروبه في التي وايضا اي تربيع ار مضروب في التي وايضا دلتا في تربيع على ار مضروب في الت لاحظ هنا ايضا ملاحظه هنا الطاقه تقاس بوحده الجول القدره بوحده الوات التي بالثانيه اذا كما ذكرنا الوات يعادل جول على الثانيه والجول يعادل و في الثانيه مثال سخان كهربائي مقاومته المقاومه طبعا بالاوم هي الار ويعمل بجهد الدلتا في ما قدره السخان نريد حساب البي فهنا لدينا الدلتا ار فالقانون المناسب هو دلتا في تربيع الدلتا لدينا 120 ولكن اس ا على 10 استخدام الاله الحاسبه 120 اس 2 على 10 نحصل على الناتج 100 440 طبعا يمكن كتابته بهذا الشكل بهذه الصوره صوره الترميز العلمي 1.44 ضرب 10 اس 3 وحده قياس القدره هي الواقت المطلوب هو الطاقه الحراريه طبعا السخان يحول الطاقه الكهربائيه لطاقه حراريه اي يريد حساب الاي التي ينتجها السخان في 10 ثواني هذا هو الزمن ف الطاقه هي فقط نضرب القدره بي ضرب التي بالث حصلنا على البي 1. 44 في 10 اس 3 في الزمن 10 يكون الناتج 1 فاصله 44 ضرب 10 اس ا ولكن طاقه بوحده الجول مث اخر يعمل سخان كهربائي تبلغ مقاومته هذه هي الار على ماخذ كهربائي يعمل لدينا الدلتا في المطلوب الاول شده التيار طبعا هنا نتذكر معا قانون اوم الار تساوي دلتا في على يمكن ترتيبه او بالتعويض مباشره كما تحب منه طبعا الدلتا في بتكون في اعلى مثلث مقسومه على ال الدلتا في موجوده لدينا 120 تقسيم المقاومه 15 120 تقسيم 15 يكون التيار المار 8 ام هنا كم مقدار الطاقه الحراريه التي تحررت في هذا الوقت طبعا هنا لم يذكر وقت فنضيف في هذا السؤال مثلا في زمن وليكن قدره نصف دقيقه مثلا هنا يريد الطاقه ف الطاقه الاي لاحظ هنا اصبح لدينا الاي والدلتا في والار يمكننا حساب الطاقه من اي قانون ستخدم القانون الابسط اي مضروب في الدلتا في مضروب في التي فيكون لدينا الاي مساويه الاي اللي حصلنا عليها ثانيه ضرب الدلتا في 120 ضرب انتبه هنا انا اعطيتك الزمن بالدقائق لتحويله الى ثوان هي نصف للتحويل من الدقيقه الى ثانيه نضرب في 60 فنحصل على الطاقه بوحده الجول اللي هي 8 ضرب 120 ضرب نص ضرب 60 نحصل على الطاقه 2 فا 88 في 10 اس 4 جول يمكنك الحل بالقوانين الاخرى يعني هنا ايضا يمكنك الحل ان تقول البي تساوي اسف الاي الاي تساوي دلتا في تربيع على ار مضروبه في التي الدلتا في لدينا 120 اس ا مقسومه على المقاومه 15 ضرب الزمن اللي هو نصف دقيقه ولكن هنضربه في 60 للتحويل الى ثانيه وهيطلع بالجول ويمكنك ايضا استخدام القانون اي تربيع مضروبه في الار مضروبه في التي الاي اللي حصلنا عليها في المطلوب ايه 8 اس ا ضرب المقاومه اللي هي 15 الزمن هنا نصف دقيقه ضربنا فيس 6 اللي هو 30 ثانيه وايضا بالجول مثال 27 هنا لدينا مقاومه المقاومه اللي هي بالاوم هذه العلامه اوم هي الار موصل ببطاريه فرق جهدها لدينا الدلتا في ما شده التيار الكهربائي بنفس الطريقه السابقه يمكن حساب التيار من قانون اوم من قسمه الدلتا في على الاار او اكتب القانون كما تحفظه وعوض واحسب باللا الحاسبه فالاي هيساوي دلتا في موجوده لدينا 45 على الار 39 45 تقسي 39 يكون الناتج تقريبا 1.2 او 1. 15 امبير المطلوب ما الطاقه الكهربائيه المستخدمه نريد حساب الطاقه الاي في خلال خمس دقائق لاحظ هنا لدينا الار ولدينا يمكنك استخدام اي وكن عند حساب الطاقه لا تنسى ان تضرب اي دلتا في مضروبه في والزمن يكون بالوان هنا طبعا خ دقائق فنضرب في 60 لتحويله ال الطاقه تتساوي الا التي حصلنا عليها 15 مضروبه في الدلتا في الموجوده لدينا 45 مضروبه في الزمن 5 ب ضرب 60 نحصل على تقريبا 1.6 في 10 اس جول السؤال 28 مصباح له قدره القدره هي البي يعمل بكفائه 22% ما المقصود بكفاءه 22% المصباح يحول الطاقه الكهربائيه الى طاقه ضوئيه ولكن قد يحدث فقد في الطاقه على شكل حراره وهنا وهذا يعني انه يتم تحويل 22% فقط من الطاقه الكهربائيه الى طاقه اشعيه اي ان هذا المصباح الطاقه الخارجه منه بتنقسم الى جزئين 22% ضوء او اشعاع وال الباقي اللي هو 78 في بيكون على شكل ماذا على شكل حرار ل مجموعهم كم 100 في كم جول عندما يسال عن الجول اي يريد الطاقه يتم تحويلها في المصباح الى طاقه اشعيه هي ككم في الم 22 في طبعا انت تعلم قانون الطاقه يسا طبعا هنا ليس لدينا ل مباشره ضرب ولكن نسبه كم في الم تحول الى اشعاعيه فقط 22% فنضيف 22 على 100 ضرب البي ضرب فيكون الناتج بالتعويض الاي التي تحولت الى طاقه اشعيه 22 على 100 ضرب البي القدره بتاعته ب 100 ضرب هنا ذكر الزمن كل دقيقه فطبعا هتكون واح ضرب 60 للتحويل لثانيه ضرب 1 ضرب 60 فيكون الناتج 1. 32 في 10 اس 3 جول في النقطه ب كم من الطاقه الحراريه الطاقه الحراريه كما ذكرنا هي 78% الباقي فلحب الطاقه الحراريه نفس الطريقه السابقه ونفس الحل السابق ولكن الايه هتساوي الباقي اللي هو 8 في 78 على 100 مضروب فيبي مضروب في التي بالثواني فيكون 78 على 100 ضرب 100 ضرب دقيقه ايضا 1 ضرب 60 فيكون الناتج 4 ب 6 8 في 10 اس 3 جول سؤال 29 تبلغ مقاومه عنصر التسخين في الفن الكهربائيه في درجه حراره التشغيل 11 اوم هذه هي المقاومه اذا كان الجهد مقداره 220 فولت هنا الدلتا في ما شده التيار بنفس الطريقه كما حسبنا سابقا شده التيار من قانون اوم تساوي الدلتا في على الا فهنا الاي يساوي الدلتا الموجوده لدينا 220 مقسومه على الار 11 فتطلع ب 20 امبير مطلوب الثاني ب كم تبلغ الطاقه الكهربائيه التي يحولها العنصر الى طاقه حراريه في 60 ثانيه فهنا نحسب الطاقه الطاقه طبعا هي اي الموجود لدينا الان عندنا الاي وعندنا الدلتا في وعندنا الار فيمكننا استخدام القانون بهذه الصوره او باي صوره كما تحب في فهنا الاي هتساوي التيار المار حصلنا عليه ب 20 فرق الجهد الموجود 220 ضرب الزمن ضرب 30 نحصل على الطاقه بوحده الجول 20 ضرب 22 ضرب 30 يكون الناتج 1. 22 في 10 اس 5 ج في نقطه سي يستخدم العنصر لتسخين غلايه تحتوي على هنا لدينا كتله من الماء افترض ان الماء يمتص 65% من الطاقه الحراريه ما الزياده في درجه حراره الماء خلال ال 30 ثانيه يريد الدلتا تي طبعا هنا معلومه ذكرت تم دراستها في الصفوف السابقه ان الطاقه الحراريه المستخدمه لتسخين الماء الكيو هتساوي ام في السي في الدلتا تي الكيو اللي هي الطاقه بتقاس بالجول لم الكتله مقاسه بالكيلو جرام السي الحراره النوعيه وطبعا للماء تقريبا 4200 جول لكل كيلو جرام في سلزيوس والدلتا تي هو التغير في درجه الحراره فهنا هذه الطاقه الحراريه استخدم في تسخين ما ولكن كا في الم منها 65% فلو طبقنا هذا القانون الكيو تساوي ام في السي في الدلتا تي الطاقه الحراريه الناتجه عندنا اللي هي 1. 32 في 10 اس خ ولكن كم في الم منها 65% يعني هنا 65 على 100 من هذه الطاقه يساوي الكتله 1.20 الحراره النوعيه الماء 4200 دلتا تي بقسمه الطرفين هنقسم الطرفين على هذا الرقم 1.20 ض 4200 نحصل على الدلتا تي بالسلس او بالكلفن نفس الناتج هنا 65 على 100 ضرب 1.32 ض 10 اس 5 هنقسم على 1.20 ضرب 4200 نحصل تقريبا على 17 درجه سسيس مساله 30 يستغرق سخان ماء يعمل بجهد 100 2 فولت هذه الدلتا في حوالي 2.2 اور ساعه لتسخين كميه محدده من الماء الى درجه حراره معينه ما المده يريد الزمن اذا هنعتبر هذا تي 1 وه تي 2 التي يستغرقها سخان اخر يعمل بجهد 240 فولت هنا الدلتا في مع نفس التيار لانجاز المهمه نفسها لكي ينجز المهمه نفسها اي يطلق نفس الطاقه فلدينا نكتب المعطيات اولا الدلتا في 120 فولت التي 2. ا ساعه الدلتا في 2 يساوي 240 فولت نريد حساب التي 2 لانجاز المهمه نفسها اي ان الطاقه في الحاله الاولى هي نفسها الطاقه في الحاله الثانيه قانون الطاقه اي في الدلتا في في التي يساوي اي في الدلتا في في التي ولكن اي 1 دلتا في 1 تي 1 اي 2 دلتا في 2 تي 2 فهنا لاحظ هو ذكر نفس التيار اي ان الاي 1 هو نفسه الاي 2 نعوض الدلتا في 1 اللي هي 120 اخذ 2. ا ساعه انتبه هنا الزمن بالساعه يساوي الدلتا في 2 240 ضرب التي 2 هنا في هذه المسائل اذا حولت يكون الناتج بالثانيه اذا تركت الناتج يكون بالس لماذا لانها مساله نسبه وتناسب فتي 2 هنا لا احول مثلا عايز تحول عادي مفيش مشكله حول لو حولنا هنضرب في كم في 3600 لماذا لان ساعه فيها 60 دقيقه وكل دقيقه فيها 60 ثانيه فيكون فيها 3600 ثانيه فالتي ت هتساوي 1.20 في 2.2 في 3600 على 240 الناتج هنا طالما حولنا بالثواني يكون بالثانيه اذا اردت ان تحوله لساعات اقسم على 3600 تحصل عليه بالايه بالسع هناك حل اخر وحل بسيط الاي هتساوي اي دلتا في تي طبعا هنا لاحظ نفس الطاقه ونفس التيار العلاقه ما بين الدلتا في والتي ضرب فاذا هي علاقه عكسيه اذا زاد فرق الجهد للضعف يجب ان يقل الزمن للنصف اي ضرب هي علاقه عكسيه فهنا كان الجهد الاول 120 اصبح 240 زاد للضعف فالزمن يقل لنصف اي ان هذا الزمن يقل نص بدل ما 2.2 سوف يكون لديك 1.1 ساعه جرب واحسب موصلات فائقه التوصيل عندما توصل سلك مثلا بال الكهرباء سلك الشاحن او او جهاز بالكهرباء يسخن هذه الطاقه الحراريه ناتجه من مقاومه هذا السلك او مقاومه الجهاز هذه الطاقه تكون طاقه مفقوده هناك نوع من الموصلات يسمى موصل فائق التوصيل ماذا نعني بموصل فائق التوصيل اي ان هذه الماده مقاومتها تصل الى الصفر الار تساوي الصفر لا توجد اي مقاومه وبالتالي ينقل الطاقه الحراريه الطاقه الكهربئيه بكفاءه عاليه جدا لان فرق الجهد بين طرفيه يساوي صفر لماذا لان الدلتا في يساوي اي في اي طالما الاي بصفر اذا سوف يكون لو وصلت فولتميتر بين طرفيه لن يستهلك اي طاقه فرق الجهد بين طرفيه صفر وبالتالي لا يحدث فيه اي فقد في الطاقه فهو ينقل الطاقه بكفاءه عاليه جدا ويكون هذه الموصلات فائقه التوصيل عند درجات الحراره المنخفضه شكرا لكم والسلام عليكم ورحمه الله وبركاته