اقرأ في هذا المقال
- تعريف الفولت Definition of Volt
- تعريف الواط Definition of Watt
- الفرق بين الفولت والواط Difference Between Volts and Watts
تعريف الفولت Definition of Volt:
الجهد هو مقياس للطاقة الكامنة لكل وحدة شحنة. ماذا يعني ذلك؟ هناك تشبيه جاذبية مفيد. التيار الذي يمر عبر سلك مماثل لتحرك الماء فوق شلال، ضع في اعتبارك مجموعة من الماء في الأعلى. هذا الماء لديه بعض الطاقة الكامنة، بما يتناسب مع ارتفاع الشلال. إذا قسمت قطعة الماء هذه على وزنها، فإنّ النتيجة تساوي الارتفاع. لذا فإنّ الطاقة الكامنة لجاذبية الماء لكل وحدة وزن هي ارتفاع الشلال.
في الحالة الكهربائية، نحن نهتم بالجهد؛ الجهد هو طاقة الوضع الكهربائي لكل وحدة شحنة. كلما زاد الجهد، زاد العمل الذي يمكن للكهرباء القيام به. لا يوجد ارتفاع حرفي تتحرك عليه الإلكترونات، ولكن يمكنك تخيل ارتفاع مجرد يمثل مقدار الطاقة التي تتخلى عنها الإلكترونات أثناء تحركها عبر الدائرة. إذا وضعت بعض الحمل في الدائرة، مثل المصباح الكهربائي، فستعمل الإلكترونات على الحمل، تمامًا كما عمل الماء على الطاحونة.
القدرة هي مقدار الطاقة التي تستخدمها الدائرة لكل وحدة زمنية، وتساوي الجهد مضروبًا في التيار. فكر في الأمر بهذه الطريقة. تبدأ الإلكترونات بكمية معينة من الطاقة الكامنة، وهي الفولتية مضروبة في عدد الشحنات “تذكر أنّ الجهد هو الطاقة الكامنة مقسومة على عدد الشحنات”. لكن يمكن للإلكترونات أن تتحرك عبر الدائرة إما بسرعة أو ببطء؛ سيغير ذلك مدى سرعة استخدام الدائرة للطاقة. إذا قمت بتقسيم إجمالي الطاقة التي يمكن استخدامها في البداية، وهي الطاقة الكامنة، بمرور الوقت، تحصل على معدل استخدام الطاقة.
تعريف الواط Definition of Watt:
القدرة الحقيقية بالواط هي القوة التي تؤدي العمل أو تولد الحرارة. الطاقة بالواط هي معدل استهلاك أو توليد الطاقة. واحد واط يساوي جول واحد “طاقة” في الثانية (1 واط = 1 جول / ثانية). أنت تدفع لشركة الكهرباء مقابل الواط معبرًا عنه بالطاقة، وهي الطاقة المستهلكة لفترة زمنية، والتي تظهر عادةً بواسطة شركة الكهرباء (بالكيلوواط / ساعة). على سبيل المثال، يستهلك المصباح الكهربائي بقدرة (100) واط المتروك لمدة (10) ساعات، (1 كيلو وات / ساعة) من الطاقة (100 وات × 10 ساعات = 1000 وات / ساعة = 1 كيلو وات / ساعة).
مفهوم حساب القدرة الحقيقية لدارات التيار المتردد واضح ومباشر، على الرغم من أنّ إجراء الحساب أكثر صعوبة. للحصول على الطاقة بالواط، تحتاج إلى معرفة الجهد اللحظي مع الوقت، (v (t))، والتيار اللحظي مع الوقت، (i (t)). عندما تضرب هذه معًا، تحصل على القوة اللحظية مع الوقت، (p (t)).
نظرًا لأنّ هذه القدرة اللحظية تتغير بمرور الوقت، فنحن بحاجة إلى الحصول على قيمة متوسطة، لذلك نقوم بدمج القدرة خلال فترة زمنية ونقسمها على الفترة الزمنية للحصول على المتوسط. هذا يعطينا الواط الذي تبدده الجهاز في دائرة بجهد (v (t)) عبره والتيار (i (t)) خلاله خلال الفترة الزمنية التي تم تقييمها.
لذلك، في حين أنّ هذا قد يكون من السهل تخيله، إلّا أنّه ليس من السهل حسابه. حتى قياس القدرة الحقيقية بالواط لدوائر التيار المتردد يتطلب معدات متخصصة “مقياس واط” لأنّه يجب قياس أشكال موجة التيار والجهد خلال فترة زمنية محددة، ويجب أن تكون القياسات متزامنة، ويجب حساب المتوسط خلال وقت القياس فترة. لا يمكن للمقياس المتعدد القياسي إجراء هذا النوع من قياس الطاقة.
الفرق بين الفولت والواط Difference Between Volts and Watts:
جدول المقارنة بين الفولت والواط:
| أسس المقارنة | الواط | الفولت |
| التعريف | الواط هو وحدة (SI) للقدرة (P). | الفولت هو وحدة (SI) لفرق الجهد و(EMF). |
| الشرح | يحدد الواط معدل نقل الطاقة. | يُعرَّف (1) فولت على أنّه الفرق في الجهد الكهربائي عبر السلك عندما يتبدد (1واط) من الطاقة لتيار (1A) عبر السلك. |
| الرمز | W | V |
| المعادلة | W = Volts × Current | V = Potential Energy/ Charge |
| وحدة القاعدة | (KgM2S-3) | (KgM2A-1S-3) |
| جهاز القياس | يمكن قياس الواط باستخدام عداد القدرة (Power meter). | يمكن قياس الفولتية باستخدام الفولتميتر. |
| تفاصيل القياس | يعطي الواط قياسًا أكثر واقعية للقدرة. | تصف الفولت جزءًا صغيرًا من الجهد من مصدر الطاقة. |
| صعوبات القياس | يعد أخذ قراءة للواط أمرًا صعبًا لأنّه يتطلب كميات من الجهد والتيار. | يعتبر أخذ الفولت في القراءة أمرًا سهلاً للغاية مقارنة بالواط. |
شرح الاختلافات الرئيسية بين الفولت والواط:
- يعتبر الفولت هو وحدة (SI) لقياس القوة الدافعة الكهربائية (emf) ولقياس فرق الجهد الكهربائي، في حين أنّ الواط يعتبر وحدة (SI) لقياس القدرة الكهربائية.
- يرمز للفولت بالرمز (V) بينما يرمز للواط بالرمز (W).
- تعتبر عمليات القياس الفولت أسهل مقارنةً بعمليات قياس الواط، لأنّ الواط يحتاج كميات الجهد والتيار معاً.
- يقيس الفولت كمية صغيرة فقط من الطاقة، بينما في الواط، فإنّه يقيس الطاقة الحقيقية التي تستخدمها الأجهزة الكهربائية.
- يتم قياس الفولت بواسطة الفولتميتر بينما يتم قياس الواط بمقياس القدرة.
