الديناميكا الكهربائية: ما هي ، المفاهيم ، في العدو

ال الديناميكا الكهربائية هو فرع الفيزياء الذي يدرس الشحنات الكهربائية في الحركة. المفاهيم الرئيسية التي تمت دراستها في هذا المجال هي التيار الكهربائي (i) والمقاومة الكهربائية (R) والطاقة الكهربائية (P).

ال التيار الكهربائي هي حركة الرسوم المطلوبة ويتم تحديدها من خلال مقدار الشحنة (Q) التي تمر في وقت معين (t). وحدة القياس الخاصة به هي الأمبير (A).

ال المقاومة الكهربائية تم العثور عليه من خلال قانون أوم الأول والثاني ، والذي يربط مقاومة الجهد (U) والتيار (i) ، وكذلك مقاومة نوع المادة التي يتكون منها الموصل. وحدة قياسها هي أوم (Ω).

ال الطاقة الكهربائية هي كفاءة الجهاز في تحويل الطاقة ، في هذه الحالة الطاقة الكهربائية. وحدة القياس الخاصة به هي الواط (ث).

اقرأ أيضا: قوانين أوم - القوانين الأساسية لدراسة الكهرباء

ملخص

• دراسات الديناميكا الكهربية تشحن في الحركة.
• المفاهيم الثلاثة الرئيسية للديناميكا الكهربائية هي: التيار الكهربائي والمقاومة الكهربائية والطاقة الكهربائية.
• التيار الكهربائي (i) هو مقدار الشحنة التي تمر عبر موصل في وقت معين.
• المقاومة الكهربائية هي صعوبة تمرير التيار في الموصل.
• تخضع المقاومة الكهربائية لقانون أوم الأول والثاني ، الذي صاغه جورج سيمون أوم.
• يتعلق القانون الأول للأوم بالجهد (U) بالتيار الكهربائي (i).
• إذا كانت مقاومة الموصل ثابتة ، فإننا نسمي هذا المقاوم أوم.
• يتعلق القانون الثاني للأوم بالمقاومة الكهربائية بنوع وشكل المادة التي يتكون منها الموصل.
• الطاقة الكهربائية هي كفاءة تحويل الطاقة ويمكن إيجادها من خلال الجهد والتيار للجهاز.

ما هي الديناميكا الكهربائية؟

إنها منطقة فرعية للفيزياء موجودة في الداخل ومحاضرة. ال القلق في هذا المجال هو دراسة حركة الشحنات الكهربائية. لذلك ، تتكون دراسة الديناميكا الكهربائية من فهم وتطبيق التيار الكهربائي والمقاومة الكهربائية والطاقة الكهربائية.

المفاهيم الأساسية للديناميكا الكهربائية

تهتم الديناميكا الكهربية بفهم تأثيرات الشحنات المتحركة. وبالتالي ، فإن مفاهيمها الرئيسية هي: التيار الكهربائي والمقاومة الكهربائية والطاقة الكهربائية

• التيار الكهربائي

ال التيار الكهربائي هي الحركة المنظمة للشحنات الكهربائية داخل الموصل بسبب فرق الجهد (ddp). يتم حساب شدة التيار (i) بمقدار الشحنات (Q) التي تمر على الموصل في وقت معين (t):

 أنا: التيار الكهربائي (C / s أو A)

س: الشحنة الكهربائية (ج)

 ر: الوقت (الأوقات)

→ فئة الفيديو: الديناميكا الكهربائية في Enem - التيار الكهربائي

• المقاومة الكهربائية

ال صمقاومة والكهرباءهي صعوبة تمرير التيار الكهربائي. يطيع القانون الأول والثاني لأوم (القوانين التي صاغها جورج سيمون أوم حول أداء المقاومة الكهربائية).

→ القانون الأول لأوم

الالقانون الأول للأوم يحدد أن التيار الكهربائي (i) يتناسب مع الجهد (U) الذي يتعرض له الموصل. وإذا كانت هذه العلاقة ثابتة ، أي إذا كانت المقاومة الكهربائية (R) ثابتة ، فإننا نسمي هذه المقاومات أوم.

أنا: التيار الكهربائي (A)

R: المقاومة الكهربائية (Ω)

U: الجهد (V)

→ 2 قانون أوم

القانون أوم الثانييحدد أن المقاومة الكهربائية هي سمة من سمات الجسم وتعتمد على الشكل (الطول والمساحة) والمادة التي يتكون منها الجسم ، المقاومة النوعية (ρ). يتعلق قانون أوم الثاني بهاتين الميزتين.

L: طول الموصل (L)

R: المقاومة الكهربائية (Ω)

ج: منطقة الموصل (م²)

ρ: المقاومة (Ω. م²)

← درس فيديو: الديناميكا الكهربائية في المقاومة الكهربائية وقوانين أوم

• الطاقة الكهربائية

الطاقة هي كفاءة المعدات في تحويل الطاقة ، أي مدى سرعة الجهاز في تحويل طاقة (ΔE) إلى أخرى. يقاس بالواط (W).

في حالة الطاقة الكهربائية ، لدينا الكفاءة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقات أخرى ، مثل حراري، مضيئة وصاخبة.

P: الطاقة الكهربائية (A.V أو W)

أنا: التيار الكهربائي (A)

U: الجهد (V)

للعثور على الطاقة الكهربائية في المقاومات، يمكننا تعديل معادلة الطاقة الكهربائية الأولى هذه مع معادلة المقاومة الكهربائية. عزل الجهد (U) في معادلة المقاومة الكهربائية لدينا:

باستبدال U في معادلة الطاقة الكهربائية ، لدينا:

ولا يزال بإمكاننا إيجاد معادلة أخرى عزل التيار (i) في معادلة المقاومة الكهربائية واستبداله في معادلة الطاقة الكهربائية:

اقرأ أيضا: الدوائر الكهربائية - وصلات تسمح بتدوير التيار الكهربائي

الديناميكا الكهربائية في العدو

يمكن العثور على الديناميكا الكهربائية في الحياة اليومية بسهولة في أي جهاز كهربائي نستخدمه. اذن هذا هو واحدة من أكثر المواد المطلوبة ، في الفيزياء ، في Enem.

مع وضع هذا في الاعتبار ، فإن القضايا التي تنطوي على الدوائر ، مثل الدش الكهربائي والمصابيح الكهربائية ، والتي تنطوي على تحويل الطاقة ، من بين أمور أخرى ، هي قضايا التحليل الكهروديناميكي. لنلق نظرة على المثال أدناه.

(العدو 2016) مصباح LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) ، الذي يعمل بجهد 12 فولت والتيار المباشر 0.45 أمبير ، ينتج نفس كمية الضوء مثل المصباح المتوهج بقوة 60 وات.

ما قيمة تقليل استهلاك الطاقة عند استبدال اللمبة المتوهجة بمصباح LED؟

الدقة

باستخدام معادلة القوة ووضع المعلومات في البيان ، لدينا:

عندما يتطلب التمرين تقليل الطاقة ، لدينا أن قوة المصباح المتوهج كانت 60 وات ، وأن قوة المصباح LED ، 5.4 وات. بطرح أحدهما الآخر ، نحصل على تخفيض قدره 54.6 وات.

تمارين محلولة في الديناميكا الكهربائية

1. (Enem 2017) يتم تحديد سعة البطارية المزودة بمراكم ، مثل تلك المستخدمة في النظام الكهربائي للسيارة ، بساعات الأمبير (آه). توفر بطارية 12V ، 100Ah 12J لكل كولوم شحنة تتدفق خلالها.

إذا كان المولد ذو مقاومة داخلية ضئيلة ، والذي يوفر متوسط ​​طاقة كهربائية تساوي 600 واط ، متصلة بأطراف البطارية الموصوفة ، كم من الوقت سيستغرق إعادة شحنها تماما؟

أ) 0.5 ساعة

ب) 2 ح

ج) 12 ساعة

د) 50 ساعة

 هـ) 100 ساعة

الدقة

البديل ب.

لمعرفة الوقت ، نحتاج إلى معرفة مقدار الطاقة الإجمالية عند اكتمال الشحن ، أي متى مقدار الشحن Q يساوي 100 A.h. نظرًا لأن الحمل يُرى عادةً في كولوم ، فلنحول وحدة قياس. في غضون ساعة ، لدينا 3600 ثانية ، يمكننا ضرب 100 ألف ساعة في 3600 ثانية ، فيتبقى لدينا 360000 درجة مئوية.

إذا كان 1 C يوفر 12 J من الطاقة ، من أجل حكم ثلاثة، 360000 ج توفر 432000 ج:

باستخدام معادلة القوة ووقت العزل (t):

تحويل الثواني إلى ساعات ، لدينا 7200 ثانية = 2 ساعة.

2. (العدو 2016) يجب على كهربائي تركيب دش بجهد 220 فولت - 4400 واط إلى 6800 واط. لتركيب الحمامات ، يوصى باستخدام شبكة مناسبة ، بأسلاك ذات قطر مناسب و a حجم قاطع الدائرة الكهربائية والتيار الكهربائي ، مزود بهامش تسامح قريب 10٪. قواطع الدائرة هي أجهزة أمان تستخدم لحماية التركيبات الكهربائية من الدوائر القصيرة و الأحمال الكهربائية الزائدة ويجب نزعها عندما يكون هناك ممر للتيار الكهربائي أكبر من المسموح به في جهاز.

لإجراء تثبيت آمن لهذا الدش ، يجب أن تكون قيمة الحد الأقصى لتيار قاطع الدائرة:

أ) 20 أ

ب) 25 أ

ج) 30 أ

د) 35 أ

هـ) 40 أ

الدقة

البديل د.

للعثور على الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن يتدفق عبر قاطع الدائرة ، نحتاج إلى استخدام قيمة الطاقة القصوى (6800 واط) في معادلة الطاقة الكهربائية:

لكن البيان ينص على أن قاطع الدائرة يتنبأ بتيار أكبر بنسبة 10٪ ، لذلك لحساب هذا الاختلاف:

بجمع الاثنين معًا ، نحصل على قيمة تقريبية قدرها 33 أ.

بواسطة غابرييلا دي أوليفيرا
مدرس الفيزياء