فهم القدرة في الفيزياء

القدرة هي معدل بذل الشغل أو نقل الطاقة. تقيس مدى سرعة تحويل الطاقة من شكل إلى آخر. وحدة القدرة في النظام الدولي هي الواط (W)، وتساوي جولاً واحداً في الثانية.

معادلة القدرة الأساسية

المعادلة الأساسية للقدرة هي P = W / t، حيث P هي القدرة، و W هو الشغل أو الطاقة، و t هو الزمن. ينطبق هذا على أي حالة يتم فيها نقل الطاقة.

القدرة الكهربائية

في الدوائر الكهربائية، يمكن حساب القدرة باستخدام عدة معادلات متكافئة:

• P = V × I - الجهد ضرب التيار
• P = I² × R - مربع التيار ضرب المقاومة
• P = V² / R - مربع الجهد مقسوماً على المقاومة

هذه المعادلات مشتقة من قانون أوم (V = IR) وهي مفيدة في مواقف مختلفة حسب الكميات المعروفة.

القدرة الميكانيكية

للأنظمة الميكانيكية، يمكن حساب القدرة كالتالي:

• P = F × v - القوة ضرب السرعة (الحركة الخطية)
• P = τ × ω - العزم ضرب السرعة الزاوية (الحركة الدورانية)

وحدات القدرة

• الواط (W): وحدة النظام الدولي، 1 W = 1 J/s
• الكيلوواط (kW): 1 kW = 1000 W
• الميغاواط (MW): 1 MW = 1,000,000 W
• الحصان (hp): 1 hp = 745.7 W

التطبيقات الشائعة

• تصنيف الأجهزة الكهربائية
• حساب تكاليف الكهرباء
• مواصفات المحركات
• إنتاج الألواح الشمسية
• تحديد حجم أنظمة التكييف والتدفئة

القدرة مقابل الطاقة

القدرة والطاقة مفهومان مرتبطان لكنهما مختلفان. الطاقة هي القدرة على بذل الشغل، بينما القدرة هي معدل نقل الطاقة. تتقاضى فاتورة الكهرباء مقابل الطاقة المستخدمة (kWh)، وهي القدرة مضروبة في الزمن.