الدرس الثالث ... القدره الكهربيه

القدرة الكهربية Pw
القدرة الكهربية :
- المعدل الزمنى للشغل الكهربى المبذول
- المعدل الزمنى للطاقة الكهربية المستنفذة
حيث:- I شدة التيار
W الشغل الكهربى
Pw القدرة
t الزمن
P w= = = V I
V=R I
Pw = V I = I2 R
-تقاس القدرة بوحدة الوات( watt) و الكيلو وات (KW)
KW =1000 Watt
ما معنى أن القدرة الكهربية لمصباح كهربى = 100 وات ؟
ما معنى أن جهاز كهربي مكتوب علية 100 وات
- معنى ذلك أن المصباح الكهربى يستهلك طاقة كهربية مقدارها 100 جول فى الثانية
- معنى ذلك أن المعدل الزمنى للشغل الكهربى المبذول =100 وات (جول / ث)
س ما معنى أن مصباح كهربي مكتوب علية 220 فولت ، 40 وات
- معنى ذلك أن هذا المصباح يستهلك طاقة كهربية مقدارها 40 جول فى الثانية الواحدة ويعمل نتيجة فرق جهد بين طرفية مقدارة 220 فولت
الوات : يكافئ جول / ثانية
- مقدار الطاقة الكهربية المستنفذة فى سلك فرق الجهد بين طرفيه واحد فولت عندما يمر فيه تيار شدته واحد أمبير فى زمن قدره واحد ثانية .
- قدرة جهاز كهربي يمر به تيار كهربي شدته واحد أمبير عندما يكون فرق الجهد بين طرفيه واحد فولت
- مقدار الطاقة الكهربية المستنفذة ( المارة فى موصل ) عند بذل شغل مقداره واحد جول فى الثانية الواحدة .
الكيلو وات
- مقداره القدرة الكهربية لآلة أو مصدر كهربي تبذل شغل قدره 1000 جول فى الثانية الواحدة
أهمية معرفة القدرة الكهربية :
1- حساب الطاقة المستهلكة .
2- حساب حد الأمان فى شبكة التوصيلات الكهربية لأنه عند تشغيل عدة أجهزة فى وقت واحد تزداد القدرة الكلية عن الحد المطلوب فترتفع درجة حرارة الأسلاك ويحترق سلك المنصهر لزيادة الحمل .
التكاليف :
= القدرة بالكيلو وات ساعة × الزمن بالساعة × ثمن الكيلو وات ساعة
علل : يحترق سلك المنصهر فى بعض الأحيان بالمنزل وينقطع التيار
- لأنه عند استعمال عدة أجهزة كهربية فى وقت واحد تزداد القدرة الكهربية ويزداد الحمل وترتفع درجة حرارة الأسلاك بما فيها سلك المنصهر فيحترق .
علل : يجب معرفة حد الأمان فى شبكة التوصيلات الكهربية بالمنزل.
- حتى لا يزداد الحمل وترتفع درجة حرارة الأسلاك بما فيها المنصهر فيحترق
علل يجب ألا تزيد مجموع قدرات الأجهزة الكهربية المستخدمة فى وقت واحد فى المنزل عن حد الأمان
حتى لا تزداد شدة التيار فترتفع درجة الحرارة فى سلك المنصهر عن الحد المعين فينصهر وينقطع التيار
علل : من الخطأ إصلاح المنصهر بوضع سلك سميك .
لأنه عند زيادة الحمل لا ينقطع سلك المنصهر ويؤدى ذلك إلى تدمير شبكة
تعيين الحرارة النوعية للألومونيوم بطريقة كهربية
تجربة :
1- نكون دائرة كما بالشكل
2- نعين كتلة مسعر الالومنيوم
3- نعين درجة حرارة المسعر الابتدائية  ولتكن t1
4- نغلق الدائرة لفترة زمنية معينة تحسب بواسطة
ساعة إيقاف وليكن t
5- نقيس شدة التيارI ونقيس فرق الجهدV
6- نفتح الدائرة ونعين درجة حرارة المسعر النهائية ولتكن t2
7- احسب الطاقة الكهربية المستنفذة
8- W=VI t
10-احسب كمية الحرارة المتولدة بالجول و التى اكتسبها المسعر والماء من العلاقة
(m Cth Δ t)
الملاحظة :- الطاقة الحرارة المتولدة = الطاقة الكهربية المستنفذة
VI t=(m Cth Δ t)
مسائل محلولة
1- محرك كهربي قدرته 3 حصان (الحصان = 746 watt) وفرق الجهد بين طرفيه
220 V احسب شدة التيار المار خلاله بفرض أن القدرة الداخلة في المحرك = القدرة الخارجة منه .
Pw=746 x3=2238 wat
I= = =10.2 A
========================================================
2-مصباح كهربي مكتوب عليه البيانات الآتية ( 240 Volt , 60 watt) احسب : ( أ ) شدة التيار الكهربي المار في المصباح . (ب) مقاومة فتيلة المصباح . (جـ) الطاقة الكهربية المستنفذة خلال 10 دقائق . ( ء ) إذا كان ثمن الكيلووات . ساعة هو 10 قروش فاحسب تكاليف الطاقة المستهلكة بواسطة هذا المصباح خلال 10 ساعات . (هـ) إذا استخدمت الطاقة المستنفذة في الفقرة (جـ) في تسخين حوض أسماك به ماء كتلته 2 kg وحرارته النوعية 4200 J/ kg ok فكم يكون مقدار الارتفاع في درجة حرارة ماء الحوض ؟
I= = =0.25 A
R= = = 960 اوم
W=VIt = 240x600x0.25=36000 J
W = m Cth Δt=63000
التكاليف =القدرة بالكيلو وات ×الزمن بالساعة × ثمن الكيلو وات ساعة
=0.060x 10 x 10 = 6 قروش
Δt = 63000/m C= 63000/4200x 2=4.3 oC
3- سخان كهربي قدرته 700 وات أستخدم لرفع درجة حرارة كمية من الماء 80 درجة س خلال 10 دقائق احسب كتلة الماء إذا علمت أن الحرارة النوعية للماء = 4200 جول / كجم كلفن
Pw= 700 watt & t=10×60= 600 S, t=80 oC& Cth = 4200 j/kg K
Pw × t = m× t × Cth
700×600=m×600×4200
m= =1.25 k g
========================================================
4-سخان كهربي استخدام لرفع درجة حرارة ماء حوض لتربية أسماك الزينة بمقدار 6oC خلال 35 min فإذا كانت الحرارة النوعية للماء 4200J/kgok وكتلة الماء في الحوض 80 kg احسب القدرة الكهربية للسخان .
Pw t =( m Cth Δt )
Pw= = =720 wat
========================================================
5- جهاز تليفزيون مكتوب علية ( 250 فولت ، 500 وات ) احسب :-
-الطاقة الكهربية التي يستنفذها خلال 10 دقائق -شدة التيار المارة بالجهاز
-تكاليف تشغيل الجهاز لمدة 3 ساعات علما بأن ثمن الكيلوات 8 قروش
Pw=250 watt t =10 ×60= 600 S
كمية الطاقة الكهربية المستنفذة
W= I V t = 500×600= 300000 J
التكاليف = القدرة بالكيلوات × الزمن بالساعة × ثمن الكيلوات ساعة
= 0.5 × 3×8=12 قرش
I= = = 2 A
========================================================
6- الشبكة الكهربية فى أحد المنازل مصممة لاحتمال أقصاه 10 أمبير تحت فرق جهد 220 فولت وتطلب الأمر استخدام أجهزة مختلفة معا مجموع قدرتها 3300 وات ماذا يحدث ؟ ثم احسب تكاليف استخدام هذه الأجهزة لمدة 10 ساعات وثمن الكيلوات ساعة = 5 قروش
I= = =15 A
-نتيجة ذلك يكون شدة التيار المارة فى الشبكة الكهربية اكبر من حد الأمان فينقطع التيار
-التكاليف = القدرة بالكيلوات × الزمن بالساعة × ثمن الكيلوات ساعة
= 3.3 ×10 ×5= 165 قرش
7-منزل بة 9 مصابيح كهربية قدرة كل منهم 100 وات وجهاز تكيف قدرته 5و2 كيلووات وسخان كهربي قدرته واحد كيلو وات إذا كان فرق الجهد عند عداد المنزل 220 فولت فأوجد :-
-شدة التيار الكلى المارة فى عداد المنزل عند تشغيل الأجهزة كلها فى وقت واحد
-ماذا تتوقع أن يحدث إذا علمت أن المنصهر العام لا يتحمل تيار تزيد شدتة عن أمبير 15
- تكاليف تشغيل السخان وحدة لمدة ساعة ونصف يوميا لمة ثلاثون يوما حيث ثمن الكيلوات ساعة 3 قروش
Pw= 9×100+ 2.5×1000+ 1×1000= 4400 watt
I= = =20 A ( ينقطع التيار )
تكاليف تشغيل السخان= القدرة بالكيلوات × الزمن بالساعة × ثمن الكيلوات ساعة
=1×45×3=135 قرش
========================================================
8-مصباح مقاومته 50 فتيلته يمر به 1018 إلكترون في زمن قدره 0.1S علما بأن شحنة الإلكترون 1.610-19C احسب :أ- شدة التيار المار فيه ب- فرق الجهد بين طرفيه .
جـ- القدرة الكهربية المستنفدة في فتيلة المصباح .
الشحنة الكلية = شحنة الإلكترون الواحد × عدد الالكترونات
1018 x1.610-19 = 1.6x10-1 C
I= = = 1.6 A
V=I x R=1.6x50 =80 V
Pw=VxI=80x1.6=128 wat
========================================================
9-مصباح مقاومته 50 فتيلته يمر به 1018 إلكترون في زمن قدره 0.1S علما بأن شحنة الإلكترون 1.610-19C احسب : القدرة الكهربية المستنفدة في فتيلة المصباح .
الشحنة الكلية = شحنة الإلكترون الواحد × عدد الالكترونات
1018 x1.610-19 = 1.6x10-1 C
I= = = 1.6 A
V=I x R=1.6x50 =80 V

» الدرس الثانى... الطاقه الكهربيه و الحراره المتولده
» الدرس الثالث...الميل الالكترونى و السالبيه الكهربيه و الفلزات و اللافلزات و اشباه الفلزات
» الدرس الاول ... الكيمياء الكهربيه
» الدرس الثالث ... القانون الثالث لنيوتن
» الدرس الاول ... طرق الحصول على الكهربيه الساكنه