2. حسابُ الطّاقةِ الكهربائيةِ
عرفنا أنَّ الأجهزةَ الكهربائيةَ في المنزلِ تقومُ بتحويلِ الطاقةِ الكهربائيةِ،
فتنتجُ شكلاً آخرَ من أشكالِ الطاقةِ أو تنجزَ شغلاً،
وتمدّنا شركةُ الكهرباءِ بالطاقةِ الكهربائيةِ عبرَ أسلاكٍ تمدُّدها لكلِّ بيتِ،
فينشأُ في هذهِ الأسلاكِ تيارٌ كهربائيٌّ (شحنات متحركة)، حاملاً الطاقةَ الكهربائيةَ للبيتِ.
ويدفعُ كلٌّ منا شهرياً ثمنَ الطّاقةِ الكهربائيةِ التي يستنفذُها ويحوِّلها إلى الأشكالِ الأخرى،
فكيفَ يتمُّ حسابُ ذلكَ؟
دعنا أولاً نحاولُ حسابَ الطّاقةِ الكهربائيةِ بالجولِ.
عرفنا أنَّ القدرة=الطاقة الكهربائية المتحولةَ ÷الزمن
ومنهُ يمكِنُنا القولُ إنَّ:
الطاقةَ الكهربائيةَ المتحولّةَ= القدرةَ× الزمنِ
وبما أنَّ القدرةِ= التيّارِ الكهربائي× فرق الجهدِ لذا فإنَّ:
الطاقةُ الكهربائيةُ المتحولِّةُ= مقدارُ التّيار× فرقِ الجهدِ× الزَّمنِ.
ومن هذهِ العلاقة،
يمكنُ أنْ نحسبَ الطاقةَ الكهربائيةَ التي يستنفذُها أيُّ جهازٍ،
ويحولُّها إلى شكلٍ آخرَ من أشكالِ الطّاقة.
وبما أنَّ فرقَ الجهدِ في المنازلِ (في الأُردنِّ) ثابتٌ على 220 فولتاً.
لذلكَ فإنَّ الجهازَ الذي يستنفذُ طاقةً كهربائيةً أكثرَ،
هو الذي يسحبُ تياراً أكبرَ (أي مقاومته أقل)، أو الذي يتمُّ تشغيلُهُ زمناً أطولَ.
مثالٌ (5)
احسبِ الطاقةَ الكهربائيةَ
التي يستهلكُها مصباحٌ كهربائيٌّ قدرتُهُ 150 واطاً
خلالَ ساعتَينِ من تشغيلِهِ.
الحلُّ:
يمكنُ حسابُ الطاقةِ مباشرةً منَ العلاقةِ:
الطاقةُ = القدرةَ× الزمنِ
إلاّ أنَّنا قبلَ استعمالِ هذهِ العلاقةِ لا بدَّ لنا من حسابِ الزمنِ بالثانيةِ
2 ساعة- 2 × 60 × 60= 7200 ثانية
الطاقةُ = القدرةَ × الزمنِ
= 150 × 7200
= 1080000 جول
لاحظْ ضخامةَ الرقمْ.
مثال (6)
إبريقُ شاي كهربائيٌّ، يعملُ على فرقِ جهدِ 240 فولتاً، ويسحبُ تياراً مقدارُهُ 10 أمبيراتٍ،
احسبِ الطّاقةَ الكهربائيةَ التي يستهلكُها في مدةِ (3) ساعاتٍ، ثمَّ احسب قدرةَ الإبريقِ.
الحل:
نحسبُ الزمنَ أولاً بالثواني:
3 ساعاتٍ = 3 × 60 × 60 = 10800 ثانيةٍ.
الطاقةُ الكهربائيةُ = التيار الكهربائي × فرق الجهد × الزمن
= 10 × 240 × 10800
= 25920000جول.
القدرةُ = ت × جـ
= 10 × 240 = 2400واط
إنَّ شركةَ الكهرباءِ، عندَما تقومُ بحسابِ الطاقةِ الكهربائيةِ، تستعملُ وحدةً عمليةً،
وذلكَ للتخلُّصِ منَ الأرقامِ الضخمةِ جداً،
فتعمدُ إلى حسابِ القدرةِ بوحدةِ (كيلو واط)؛
وحسابِ الزمنِ بوحدةِ (ساعة)،
ثمَّ تُحسبُ الطاقةُ الكهربائيةُ بوحدةِ كيلو واط. ساعة.
دعنا نحلِّ المثالَ (6) ثانيةً باستعمالِ هذهِ الوحداتِ.
الحلُّ:
القدرةُ = ت × جـ
= 10 × 240 = 2400 واط
الطاقةُ الكهربائيةُ= القدرةَ × الزمنِ
= 2.4 × 3 ساعة
= 7.2 كيلو واط. ساعة.
ويكنُ القولُ
إنَّ الكيلو واط. ساعة:
الطاقة التي يستهلكُها جهازٌ قدرتُهُ 1 كيلو واط عندَ تشغيلِهِ مدةَ ساعةٍ.
سؤال
احسبْ كم يساوي 1 كيلو واط. ساعة بوحدةِ الجولِ.
وتقومُ شركةُ الكهرباءِ بتركيبِ مقياسٍ للطاقةِ الكهربائيةِ (عداد كهربائي) لكلٍّ منزلٍ،
يُسجّلُ مقدارَ الطاقةِ الكهربائيةِ المستهلكةِ بوحدةِ كيلو واط. ساعة،
ثمَّ تُرسلُ فاتورةٌُ للمشتركِ لتستوفي ثمنَ الطاقةِ الكهربائيةِ التي استهلكَها.
اقرأ الفاتورةَ المبيّنةَ في الشّكلِ (2)، ثمَّ أجبْ عن الأسئلةِ التاليةِ:
1- كم قيمةُ الطاقةِ المستهلكةِ؟ كيفَ تمَّ حسابُها؟
2- ما ثمنُ الطّاقةِ المستهلكةِ؟
3- ما ثمنُ الكيلو واط. ساعة حسبَ هذهِ الفاتورةِ.
النشاط (1):
حسابُ ثمنِ الطاقةِ الكهربائيةِ
يلزمكَ للقيام بهذا النشاطِ قلمٌ وورقةٌ:
سجّلْ قراءةَ العدّادِ الكهربائيِّ الخاصِّ بمنزلِكَ في يومٍ معينٍ.
سجّلِ القراءةَ ثانيةً بعدَ أسبوعٍ أو شهرٍ.
استعنْ بالفاتورةِ المرفقةِ واحسبْ ثَمَن الطاقةِ الكهربائيةِ المستهلكةِ في أسبوعٍ أو شهرٍ.
قارنْ حساباتِكَ بحساباتِ شركةِ الكهرباء.
إنَّ شركةَ الكهرباءِ تحسبُ ثمنَ الطّاقةِ الكهربائيةِ
بضربِ الطاقةِ المستهلكةِ في ثمنِ الوحدةِ (أي الكيو واط. ساعة)،
وبما أنَّ الطاقةَ = القدرة × الزمن.
لذلكَ فإنَّ ثمنَ الطاقةِ الكهربائيةِ يمكنُ أنْ يُعطى بالعلاقةِ التَّاليةِ:
ثمنُ الطّاقةِ الكهربائيةِ= القدرة (كيلو واط) × الزمنِ (ساعة) × ثمنِ الوحدةِ (فلس)،
لذا فإنَّ ثمنَ الطاقةِ الكهربائيةِ يكونُ بالفلسِ.
مثال (7):
مدفأةٌ كهربائيةٌ قدرتُها 2000واط، يتمُّ تشغيلُها 10 ساعاتٍ يومياً،
احسبْ ثمنَ الطاقةِ الكهربائيةِ التي تستهلكُها في مدةِ شهرٍ.
(افترضْ أنَّ ثمنَ الكيوواط. ساعة 28 فلساً).
الحلُّ:
لحسابِ ثمنِ الطاقةِ الكهربائيةِ،
نحسبُ أولاً مقدارَ الطاقةِ الكهربائيةِ بوحدةِ كيلو واط. ساعة،
ثمَّ نضربُ في 28 فلساً (ثمن الوحدة).
ولحسابِ الطاقةِ الكهربائيةِ
نحسبُ القدرةَ بالكيلو واط والزمنَ بالسّاعاتِ:
القدرةُ = 2000 واط = 2 كيلو واط.
الزمنُ = 10 × 30 يوم = 300 ساعة.
ثمن الطاقةِ الكهربائيةِ=
القدرة × الزمنِ × ثمنِ الكيلو واط. ساعة
= 2 × 300 × 28
= 16800 فلساً
= 800ر16 دينارٍ.
http://www.elearning.jo/datapool/HTML/ph9-%20s2-u3-c2-l2.htm
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق