التحويلات الكهربائية — تحويل الطاقة الكهربائية — العلوم الفيزيائية — السنة الرابعة متوسط — المنهاج الجزائري

في حياتنا اليومية، نستخدم الكثير من الأجهزة الكهربائية التي تحول الطاقة الكهربائية إلى أشكال أخرى من الطاقة. في هذا الدرس، سنتعرف على أنواع التحويلات الكهربائية وكيف يمكن قياس وتحليل الطاقة الكهربائية في دارة كهربائية.

الأهداف التعليمية

• أن يتعرف التلميذ على مفهوم التحويل الطاقوي.
• أن يفرق بين أنواع التحويلات الكهربائية.
• أن يحسب القدرة الكهربائية والطاقة المستهلكة.

الشرح المبسط

تحويل الطاقة في الأجهزة الكهربائية: الأجهزة الكهربائية تحول الطاقة الكهربائية إلى أشكال أخرى من الطاقة حسب وظيفتها:
– المصباح الكهربائي: يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية وطاقة حرارية.
– المدفأة الكهربائية: تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية.
– المحرك الكهربائي: يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية (ميكانيكية).
– المروحة: تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية.
– الراديو والتلفاز: يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية وطاقة ضوئية.

القدرة الكهربائية: هي كمية الطاقة الكهربائية المستهلكة في الثانية الواحدة. وتُحسب بالعلاقة: P = U × I حيث:
P: القدرة الكهربائية (واط W)
U: التوتر الكهربائي (فولط V)
I: شدة التيار الكهربائي (أمبير A)

الطاقة الكهربائية المستهلكة: تُحسب بالعلاقة: E = P × t حيث:
E: الطاقة الكهربائية (جول J أو كيلوواط ساعي kWh)
P: القدرة الكهربائية (واط W)
t: الزمن (ثانية s أو ساعة h)
1 kWh = 3,600,000 J

تطبيق عملي: إذا كان لديك مصباح قدرته 100 W يعمل لمدة 5 ساعات، فإن الطاقة المستهلكة هي: E = 100 W × 5 h = 500 Wh = 0.5 kWh.

أمثلة محلولة

المثال 1: جهاز تلفاز قدرته 150 W يعمل لمدة 4 ساعات يومياً. احسب الطاقة المستهلكة في اليوم الواحد بوحدة kWh.

E = P × t = 150 W × 4 h = 600 Wh = 0.6 kWh.

المثال 2: مصباح كهربائي يوتر 220 V يمر فيه تيار شدته 0.45 A. احسب قدرته الكهربائية.

P = U × I = 220 V × 0.45 A = 99 W.

تمارين تطبيقية

1. ما نوع الطاقة التي تحول إليها الطاقة الكهربائية في كل من: المدفأة؟ المحرك؟ المصباح؟
2. جهاز كهربائي قدرته 2000 W يعمل لمدة 3 ساعات. احسب الطاقة المستهلكة بوحدة kWh.
3. مصباح قدرته 60 W يمر فيه تيار شدته 0.27 A. احسب التوتر الكهربائي الذي يعمل به.
4. لماذا تستعمل شركة الكهرباء وحدة kWh بدلاً من الجول لقياس الطاقة المستهلكة؟

نشاط منزلي

اختر 3 أجهزة كهربائية في منزلك (مثلاً: الثلاجة، الغسالة، المكواة). اقرأ قدرة كل جهاز (عادة تكون مكتوبة على الجهاز بـ W). احسب الطاقة المستهلكة إذا عمل كل جهاز لمدة ساعة واحدة. رتب الأجهزة من الأكثر استهلاكاً إلى الأقل.

---

📍 دروس مشابهة

• نظرية فيثاغورس — الرياضيات — السنة الرابعة متوسط
• الإيمان باليوم الآخر — التربية الإسلامية — الرابعة متوسط