ما هي الأمبير ، فولت ، أوم واتس؟

أمبير ، فولت ، واتس ، والأوم هي مفاهيم رئيسية في الأنظمة الكهربائية. على الرغم من أنه قد يبدو معقدًا ، إلا أنك لست بحاجة إلى درجة هندسية لفهم الكهرباء. تدفقات الكهرباء مثل الماء من خلال خرطوم: تتحرك الإلكترونات عبر موصل ، وعادة ما يكون سلكًا. لتوضيح هذه المفاهيم ، سنستخدم تشبيه الماء والخرطوم لشرح كل منها بشكل فردي.

ما هي الأمبير؟

يقيس أمبير (AMP) التيار الكهربائي ، المعدل الذي تتدفق فيه الإلكترونات من خلال موصل ، ممثلة بـ “أنا” في المعادلات. تم تسمية الوحدة على اسم الفيزيائي الفرنسي أندريه ماري أمبير ، رائد في الكهرومغناطيسية.

في تشبيه الماء ، يتوافق التيار الكهربائي مع معدل تدفق الماء من خلال خرطوم.

داخل لوحة خدمة منزلك ، أو Breaker Box ، ستجد قواطع الدوائر تحمل علامة 15 و 20 و 30 أمبير. ارتفاع Amperage يسمح لمزيد من الكهرباء للتدفق. تتصل الأجهزة الكبيرة مثل مكيفات الهواء بدوائر 30-AMP ، بينما تستخدم معظم المنافذ دائرة 20 أو 15 AMP. سيؤدي تشغيل الكثير من الأجهزة على نفس الدائرة إلى رحلة الكسارة ، مما يؤدي إلى قطع الطاقة لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

ما هي فولت؟

فولت، يمثلها “الخامس،” يقيس الإمكانات الكهربائية التي تدفع الكهرباء من خلال النظام. إنها تعكس سرعة الإلكترونات التي تتحرك عبر دائرة ويتم قياسها في فولت. تم تسمية OLTS على اسم الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا.

في تشبيه الماء ، يشبه الجهد ضغط الماء ، الذي يحرك الماء من خلال خرطوم ، على غرار كيفية دفع الإلكترونات من خلال الموصل.

في الولايات المتحدة ، يتم توصيل الطاقة الكهربائية إلى المنازل في فولتية: 120 فولت و 240 فولت. تستخدم الأجهزة الكبيرة مثل مكيفات الهواء ونطاقات كهربائية 240 فولت ، بينما تعمل الأجهزة الأصغر مثل المصابيح الكهربائية وشواحن الهاتف الخليوي بسرعة 120 فولت.

ما هي أوم؟

سميت على اسم الفيزيائي الألماني والرياضيات جورج سيمون أوم ، أوم تقيس المقاومة الكهربائية في موصل ويمثلها “ص” في المعادلات. المقاومة تبطئ تدفق الإلكترونات.

في تشبيه الماء ، فإنه يعادل قطر الخرطوم. يوفر خرطوم عريض مقاومة ضئيلة ويسمح بتدفق المياه السريعة. وبالمثل ، فإن الموصلات ذات المقاومة المنخفضة ، مثل الأسلاك النحاسية ، تتيح تدفق الإلكترون السهل.

ما هي واتس؟

القوة الكهربائية هي الوحدة الأكثر دراية بالكهرباء ، وقياس الطاقة التي يستهلكها جهاز كهربائي واتس، يمثلها “ص” في المعادلات. تم تسمية واتس على اسم جيمس وات ، المهندس الاسكتلندي الذي شاع محرك البخار.

باستخدام تشبيه الماء ، يمكن زيادة القوة الكهربائية إما عن طريق رفع تدفق المياه أو الضغط. وبالمثل ، في النظام الكهربائي ، يمكنك رفع الطاقة عن طريق زيادة التيار أو الجهد.

لحساب القوة الكهربائية ، اضرب الجهد (V) بواسطة amperage (A): V X A = W. حركة الإلكترون العليا وحجم الدائرة أكبر يؤدي إلى ارتفاع القوة الكهربائية. على سبيل المثال ، يستخدم تشغيل الفراغ من 400 إلى 900 واط ، بينما يتطلب رنين جرس الباب من 2 إلى 4 واط فقط.

الجهد ، الحالي ، المقاومة

قانون أوم يرتبط الجهد والتيار والمقاومة من خلال المعادلة v = i x r (حيث يكون v الجهد في فولت ، أنا تيار في amps ، و r هو مقاومة في أوم). زيادة الجهد مع الحفاظ على المقاومة الثابتة يؤدي إلى ارتفاع الذيار.

باستخدام تشبيه الخرطوم: يتيح زيادة الضغط المزيد من الماء للتدفق. على العكس ، إذا زادت المقاومة بينما تبقى الجهد ثابتًا ، يتناقص التيار. هذا يشبه قرص خرطوم. قطر منخفض يؤدي إلى انخفاض ناتج المياه.

الكفاءة الكهربائية

في الجهاز الكهربائي ، زيادة التيار أو الجهد يثير الطاقة.

على سبيل المثال ، ينتج المصباح الكهربائي 6 فولت المتصل ببطارية 6 فولت 100 واط. باستخدام الصيغة I = P / V ، فإن التيار المطلوب هو: I = 100 W / 6 V = 16.67 AMPS. إذا كنت تستخدم بطارية 12 فولت ومصباح بدلاً من ذلك: I = 100 W / 12 V = 8.33 Amps. يحقق هذا الإعداد نفس الطاقة مع نصف التيار ، مما يقلل من خسائر النحاس في الأسلاك لأن المقاومة تستهلك المزيد من الطاقة مع زيادة التيار.

يتم التعبير عن العلاقة على أنها p = i²r ، مما يشير إلى أن المقاومة العالية أو زيادة التيار تؤدي إلى فقدان قدرة أكبر في الأسلاك. وبالتالي فإن استخدام الجهد العالي أكثر كفاءة بالنسبة للأنظمة الكهربائية ، مما يحسن كفاءة المحرك الكهربائي أيضًا.

في التسعينيات ، دفع هذا المفهوم شركات صناعة السيارات إلى التفكير في التحول من الأنظمة التقليدية 12 فولت إلى أنظمة الجهد العالي (42 فولت) لتحسين كفاءة الأسلاك بسبب ارتفاع وسائل الراحة الكهربائية في السيارات. ومع ذلك ، اختار المصنعون هذا التبديل لأنها حسنت الكفاءة باستخدام التكنولوجيا الرقمية في الفولتية المنخفضة. تعمل السيارات الهجينة والكهربائية بالكامل اليوم بين 450 و 650 فولت للمحركات القوية مع الحفاظ على حلول الأسلاك الفعالة.