ما هو الواط؟

مفهوم الواط:

الواط هو وحدة الطاقة (الرمز: W)، ويُعرَّف الواط الواحد بأنه معدل استهلاك الطاقة بواقع جول واحد في الثانية، حيث أن 1 واط = 1 جول / 1 ثانية، كما يُعرَّف أيضًا بأنه التدفق الحالي لأمبير واحد بجهد واحد فولت، بحيث أن كل 1 واط = 1 فولت × 1 أمبير.

قواسم الواط:

• أتّوواط [aW] قيمته تساوي (10⁻¹⁸) واط، تبلغ شدة (قوة) الصوت في الماء المقابلة للضغط الصوتي المرجعي العالمي البالغ 1 μPa (ميكرو باسكال) تقريباً 0.65 aW/m² فيمتوات.
  
• فيمتوواط [fW] يساوي (10⁻¹⁵) واط، ويستخدم في المجالات التقنية وحساب شدة الإشارات إلى المستقبلات الراديوية وأجهزة الرادار، فعلى على سبيل المثال، تتطلب أرقام أداء موالف FM ذات مغزى للحساسية والهدوء والإشارة إلى الضوضاء تحديد طاقة التردد اللاسلكي المطبقة على دخل الهوائي.
  وغالبًا ما يتم تحديد مستويات الإدخال هذه في ديسيبل (الديسيبيلات المشار إليها بـ 1 فيمتوواط)، والذي هو 0.2739 ميكروفولت عبر حمل 75 أوم أو 0.5477 ميكروفولت عبر حمولة 300 أوم، تأخذ المواصفات في الاعتبار معاوقة دخل التردد اللاسلكي للموالف.
  
• بيكوواط [pW] لا يجب الخلط بينه وبين البتاواط، حيث أن الأكبر هو (PW)، إذ أن قيمته تساوي (10⁻¹²) واط، ويستخدم عادة في إشارات أجهزة استقبال الراديو والرادار وإلى الصوتيات.
  
• نانوواط [nW] يساوي واحد من المليار (10⁻⁹) واط، تُستخدم القوى التي تُقاس بالنانوواط في الإشارة إلى أجهزة استقبال الراديو والرادار.
  
• ميكرواط [µW] يساوي واحد من مليون (10⁻⁶) واط، تستخدم في أنظمة الأجهزة الطبية مثل EEG و ECG، وفي مجموعة متنوعة من الأدوات العلمية والهندسية وأيضًا بالإشارة إلى أجهزة الاستقبال الراديوي والراداري.
  
• ميللي واط [mW] حيث يساوي واحد من ألف (10 ⁻³ ) واط، وينتج مؤشر ليزر نموذجي حوالي خمسة ميللي واط من الطاقة الضوئية، كما أن الإشارات الصوتيّة وإشارات كهربائية أخرى تقاس بالديسيبل ميلي واط (dBm) وتساوي واحد ميللي واط (mW).
  

مضاعفات الواط:

• الكيلوواط [kW] تساوي 1000 واط (10⁺³ )واط، تستخدم هذه الواحدة عادة للإشارة إلى القدرة الكهربائية للمحرك وطاقة المحرك الكهربائي والآلات والسخانات، وهي أيضا وحدة شائعة للتعبير عن إخراج الطاقة الكهرومغناطيسية لمحطات البث الإذاعي والتلفزيوني.
  الكيلوواط الواحد يساوي 1.34 حصان بخاري، أي أنه سخان صغير يحمل عنصر تسخين واحد ينتج طاقة مقدارها 1 كيلوواط، كما أنها تناسب الاستهلاك الكهربائي المنزلي، وتتلقى مساحة سطح تبلغ مترًا مربعًا على الأرض؛ أي حوالي كيلوواط واحد من أشعة الشمس.
  
• ميجاواط [MW] يساوي 1 مليون واط (10⁺⁶) واط، العديد من الأحداث أو الآلات تنتج أو تستمر في تحويل الطاقة ضمن هذا النطاق، بما في ذلك المحركات الكهربائية الكبيرة؛ والسفن الحربية الضخمة مثل حاملات الطائرات والغواصات ومزارع الخوادم الضخمة أو مراكز البيانات وبعض معدات البحث العلمي مثل مناجم الفحم العملاقة وبقايا إنتاج أشعة الليزر الكبيرة للغاية.
  وقد يستخدم مبنى سكني أو تجاري كبير عدة ميغاوات في الطاقة الكهربائية والحرارة، أما على السكك الحديدية فإن القاطرات الكهربائية الحديثة عالية الطاقة تتمتع عادة بذروة إنتاج الطاقة من 5 إلى 6 ميجاوات، في حين تنتج بعض هذه القاطرات طاقة أكبر بكثير.
  كما يستخدم يوروستار على سبيل المثال، أكثر من 12 ميجاوات، في حين تنتج القاطرات الثقيلة التي تعمل بالديزل والكهرباء أو تستخدم عادة من 3 إلى 5 ميجاوات، كما تمتلك محطات الطاقة النووية الأمريكية قدرات صيفية صافية تتراوح بين 500 و 1300 ميجاوات.
  
• جيجاواط [GW] تساوي (10⁺⁹ )واط، تستخدم هذه الوحدة غالبًا في محطات الطاقة الكبيرة أو شبكات الطاقة، وعلى سبيل المثال بحلول نهاية عام 2010، كان من المتوقع أن يزداد نقص الطاقة في مقاطعة شانشي في الصين إلى 5 إلى 6 جيجاواط، وكانت القدرة المركبة لطاقة الرياح في ألمانيا 25,8 جيجاواط، أكبر وحدة (من بين أربع وحدات) ومن بين محطات الطاقة النووية البلجيكية لديها ذروة انتاج.
  
• يراواط [TW] تساوي (10⁺¹²⁾)واط، إن إجمالي الطاقة التي يستخدمها البشر في مختلف أنحاء العالم تُقاس عادة بتيراواط، وتساوي أقوى طاقة ليزر أُنتجت من منتصف الستينيات إلى منتصف التسعينيات من القرن العشرين.
  
• بيتا واط [PW] تساوي (10⁺¹⁵⁾)واط، وهي الطاقة التي ينتجها الليزر الحالي في فترة زمنية مقدرة بالبيكوثانية (10⁻¹² ثانية)، ومن بين هذه الأنواع ليزر نوفا للورنس ليفرمور الذي وصل إلى خرج طاقة مقدارها 1.25 بيكوواط (1.25 x 10⁺¹⁵واط) باستخدام تقنية التضخيم النبضي المجزأ، مدة النبضة حوالي 0.5 بيكوثانية (5 x 10 ⁻¹³ ثانية) وتعطي طاقة مقدارها 600 جول.
  مثال آخر الليزر المستخدم في تجارب الاشتعال السريع (LFEX) في معهد هندسة الليزر (Ile) في جامعة أوساكا في اليابان، والذي حقق خرج طاقة يبلغ 2 بيتاواط لمدة 1 بيكوثانية، ووفقًا لمتوسط الإشعاع الشمسي الإجمالي البالغ 1.366 كيلوواط/م⁺²، فإن الطاقة الإجمالية لأشعة الشمس التي تضرب الغلاف الجوي للأرض تقدر بـ 174 بيتاوواط.
  

تحويلات الواط:

• الواط = 1 جول\الثانية.
  
• الواط = 0.0013404 حصان.
  
• الكيلو واط = 1.3404 حصان.
  

أمثلة لاستخدام الواط:

• شخص كتلته تساوي 100 كجم يتسلق سلم ارتفاعه 3 أمتار في 5 ثوان يبذل شغل بمعدل يقارب 600 واط.
  
• (الكتلة) مضروبة في (التسارع الناتج عن الجاذبية ) مضروبا في (الارتفاع ) مقسوما على (الزمن) المستغرق في رفع الجسم إلى ارتفاع معين يعطي معدل بذل الشغل أو القدرة.