الاستطاعة الكهربائية — مفهوم الاستطاعة وعلاقتها بالتوتر والتيار الكهربائي مع أمثلة وتمارين — العلوم الفيزيائية — السنة الرابعة متوسط — المنهاج الجزائري

مقدمة

الاستطاعة الكهربائية (Puissance électrique) هي كمية الطاقة الكهربائية التي يستهلكها جهاز كهربائي في الثانية الواحدة. وهي مفهوم أساسي في الكهرباء يساعدنا على فهم كمية الطاقة التي تستهلكها الأجهزة المنزلية وكيفية حساب فاتورة الكهرباء.

أهداف الدرس

• تعريف الاستطاعة الكهربائية
• التعرف على العلاقة بين الاستطاعة والتوتر والتيار
• حساب استطاعة الأجهزة الكهربائية
• تطبيق مفهوم الاستطاعة في الحياة اليومية

أولاً: تعريف الاستطاعة الكهربائية

الاستطاعة الكهربائية (P) هي المعدل الزمني لتحول الطاقة الكهربائية إلى أشكال أخرى (حرارية، ضوئية، حركية…). وحدتها في النظام العالمي هي الواط (Watt) ويرمز لها بالرمز W.

الأجزاء والمضاعفات:

• 1 كيلوواط (kW) = 1000 واط (W)
• 1 ميغاواط (MW) = 1,000,000 واط (W)
• 1 مليواط (mW) = 0.001 واط (W)

ثانياً: قانون الاستطاعة الكهربائية

العلاقة بين الاستطاعة الكهربائية والتوتر والتيار هي:

P = U × I

حيث:

• P: الاستطاعة الكهربائية بالواط (W)
• U: التوتر الكهربائي بالفولط (V)
• I: شدة التيار الكهربائي بالأمبير (A)

ثالثاً: الطاقة الكهربائية المستهلكة

الطاقة الكهربائية المستهلكة (E) تحسب بالعلاقة:

E = P × t

حيث:

• E: الطاقة بالجول (J) أو بالكيلوواط ساعة (kWh)
• P: الاستطاعة بالواط (W) أو بالكيلوواط (kW)
• t: الزمن بالثانية (s) أو بالساعة (h)

ملاحظة: 1 kWh = 3,600,000 J

رابعاً: جدول استطاعة بعض الأجهزة الكهربائية

الجهاز	الاستطاعة (W)
مصباح توفير	10 – 20
مصباح تقليدي	60 – 100
تلفاز	100 – 200
حاسوب	200 – 400
ثلاجة	150 – 300
مكنسة كهربائية	1000 – 2000
مكيف هواء	2000 – 3500
سخان ماء كهربائي	2000 – 3000
فرن كهربائي	2000 – 3000

أمثلة محلولة

مثال 1:

جهاز تلفاز يعمل على توتر 220V ويمر فيه تيار شدته 0.5A. احسب استطاعته الكهربائية.

الحل:

P = U × I = 220 × 0.5 = 110 W

مثال 2:

سخان كهربائي استطاعته 2200W يعمل على توتر 220V. احسب شدة التيار المار فيه.

الحل:

I = P / U = 2200 / 220 = 10 A

مثال 3:

كم كيلوواط ساعة تستهلك ثلاجة استطاعتها 200W إذا اشتغلت لمدة 24 ساعة؟

الحل:

P = 200W = 0.2 kW

E = P × t = 0.2 × 24 = 4.8 kWh

خامساً: أهمية الاستطاعة الكهربائية

• حساب استهلاك الطاقة للأجهزة الكهربائية.
• تقدير تكلفة استهلاك الكهرباء (فاتورة الكهرباء).
• اختيار الأجهزة المنزلية المناسبة.
• تصميم الدوائر الكهربائية واختيار القواطع المناسبة.

خلاصة الدرس

• الاستطاعة الكهربائية هي P = U × I (بالواط).
• الطاقة المستهلكة هي E = P × t (بالجول أو kWh).
• 1 kWh = 3,600,000 J.
• كلما زادت استطاعة الجهاز زاد استهلاكه للطاقة.
• للاستزادة: درس التيار الكهربائي ودرس التوتر الكهربائي ودرس قانون أوم.

تمارين

1. جهاز استطاعته 1500W يعمل على توتر 220V. احسب شدة التيار المار فيه.
2. مصباح استطاعته 60W يشتغل لمدة 5 ساعات يومياً. احسب الطاقة المستهلكة خلال شهر (30 يوماً) بوحدة kWh.
3. ما هي استطاعة مكواة كهربائية يمر فيها تيار شدته 5A على توتر 220V؟
4. لماذا يُنصح باستخدام مصابيح التوفير بدل المصابيح التقليدية؟

درس: الاستطاعة الكهربائية — العلوم الفيزيائية — السنة الرابعة متوسط — المنهاج الجزائري

📍 دروس مشابهة

• الكتلة والوزن والجاذبية الأرضية — الفرق بين الكتلة والوزن مع قانون P = m × g — ا
• النشاط الإشعاعي والتحولات النووية — مفهوم الإشعاع والانشطار والاندماج النووي — ا
• السقوط الحر وحركة الأجسام تحت تأثير الجاذبية الأرضية — دراسة الحركة والقوانين —