تحويلات وحدات قياس الكهرباء
وحدات قياس الكهرباء
يعمل النظام العالمي على توحيد الوِحدات الفيزيائية في جميع أنحاء العالم تحت مُسمى النظام العالمي للوِحدات (بالإنجليزية: International System of Units) اختصاراً SI، وينطبقُ هذا الأمر على الوِحدات الكهربائية والإلكترونية مثل الجُهد، والتيار، والمُقاومة والقدرة.
وحدة قياس القدرة الكهربائية
تُعرَّف على أنَّها القُدرة الناتجة من خلال سريان تيار كهربائي مِقداره واحد أمبير بواسطة فرق جُهد مِقداره واحد فولت، وتُقاس بوحدة الواط (بالإنجليزية: Watt) ورمزها W وسُميت بالواط تكريماً للمهندس البريطاني جيمس واط.
وحدة قياس الجهد الكهربائي
يُعرَّف الجهد الكهربائي بأنَّه فرق الجُهد بين نقطتين في موصل مقاومته واحد أوم ويسري بهِ تيار كهربائي مقداره واحد أمبير، ووحدة قياسه في النظام الدولي هي الفولت (بالإنجليزية: Volt) ويُرمز له بالرمز V تكريماً للعالم الايطالي ألساندرو فولتا.
وحدة قياس التيار الكهربائي
يُعرَّف التيار الكهربائي (بالإنجليزية: Electric current) بأنَّه المُعدل الذي تتدفق به الشُحنة الكهربائية داخل الموصل، ويُرمز له بالرمز I، ويقاس بوحدة الأمبير (بالإنجليزية: Ampere) تكريماً للعالم الفرنسي أندريه ماري أمبير ورمزها A.
وحدة قياس المقاومة
تُعرَّف المقاومة الكهربائية (بالإنجليزية: Electrical resistance) على أنَّها قُدرة مُمانعة المادة لِمرور التيارات الكهربائية مِن خِلالها، وتَمَ اكتشافها مِن قِبَل العالم جورج أوم، ووحدة قياسها الأوم ويرمز لها بالرمز Ω.
وحدات قياس الكهرباء
- أمبير = هو وحدة قياس التيار الكهربائي
- فولت = وحدة قياس فرق الجهد
- أوم = وحدة قياس المقاومة الكهربائية
- وات = وحدة قياس القدرة (تكتب أحيانا واط)
- كيلوواط ساعي = وحدة قياس الطاقة الكهربائية
وحدة قياس استهلاك الكهرباء
تُقاس الكهرباء بوحدات الطّاقة التي تٌدعى الواط، ويعود تسميها بهذا الاسم تكريماً لجيمس واط والذي اخترع محرّك البخار، وتعتبر الواط هي وحد قياس الطّاقة الكهربائيّة وتُساوي أمبيراً واحداً تحت ضغطاً يساوي فولتاً واحداً، ويتميّز الواط الواحد بأنّه كميةً قليلةً من الطّاقة، وقد تحتاج بعض الأجهزة عدداً قليلاً من الواط لكي تعمل، بينما تحتاج بعض الأجهزة لكمياتٍ كبيرةٍ، ولذلك فإنّ استهلاك الطّاقة للأجهزة الصغيرة يُقاس بالواط، أمّا استهلاك الطّاقة للأجهزة الأكبر يُقاس بالكيلوواط؛ والذي يُساوي 1000 واط.
وحدة قياس المقاومة الكهربائية
الأوم هي وحدة لقياس المقاومة الكهربائية يرمز لها بالحرف الإغريقي Ω، وسميت بهذا الاسم نسبة إلى الفيزيائي الألماني جورج أوم وهو أول من اكتشف العلاقة بين شدّة التيار وفرق الجهد الكهربائيين.
وبحسب التعريف فإن لقطعة ما مقاومة مقدارها 1 أوم إذا كان فرق جهد مقداره 1 فولت قادر على تمرير تيار كهربائي شدّته 1 أمبير، أي أن:
الأوم = فرق الجهد ÷ شدة التيار.
إن أسهل طريقة لتذكر العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة هي استخدام دائرة قانون أوم المبينة في الصورة المقابلة. لإستخدام دائرة قانون أوم، غط إصبعك قيمة الوحدة المجهولة، فتظهر العلاقة المطلوبة لحساب القيمة المجهولة كما هو موضح في الصورة المقابلة.
ويمكن تعريف الأوم باستخدام الوحدات الأساسية في النظام الدولي للوحدات بالشكل التالي:
أوم = كغم×م2×ث−3×أ−2
حيث أن الـ أ ترمز إلى الأمبير وهي وحدة التيار الكهربائي، وهي الوحدة الرئيسية الوحيدة من وحدات الكهرومغناطيسية بحسب النظام الدولي. ويعرّف معكوس الأوم بالسيمنز وهي وحدة قياس التوصيل الكهربائي.
وعندما تكون المقاومة كمّية مركّبة، وتعرف في هذه الحالة باسم impedance، فإن كلا الطرفين (العدد الحقيقي والعدد التخيلي) يأخذ وحدة الأوم بالرغم من أنهما يعبّران عن كميتين فيزيائيّتين مختلفتين.
ويمكن الحصول على وحدة المقاومة باستخدام مسار معين للتيار، حيث تنتج مقاومة قدرها أوم واحد إذا سرى تيار كهربائي خلال عمود من الزئبق بمساحة مقطعية تساوي 1 ملم2 وطوله 1,063 متر.
وحدة قياس شدة التيار
وحدة قياس شدة التيار الكهربائي يطلق على وحدة قياس التيار الكهربائي اسم “الأمبير”؛ فعند القول إن شدة تيار ما تساوي 1 أمبير فذلك يعني أن شحنة قيمتها 1 كولوم مرت عبر موصل كهربائي خلال فترة زمنية مدتها ثانية واحدة، وتعود أصل التسمية إلى العالم الفرنسي “أندريه ماري أمبير” (1775–1836).
يتم قياس التيار الكهربائي عادة بجهاز يُطلق عليه اسم “الأميتر” بتوصيله بالتوالي مع العنصر الكهربائي المراد قياس التيار المار عبره، كما يُقاس فرق الجهد الكهربائي بواسطة جهاز الفولتميتر، ويتم قياس المقاومة بواسطة جهاز الأوميتر، ويتم توصيل الفولتميتر بالتوازي عادة مع العنصر الكهربائي المراد قياس تلك القيم له، ويتم قياس شدة التيار الكهربائي رياضياً باستخدام المعادلة الآتية: شدة التيار الكهربائي= فرق الجهد الكهربائي (فولت) ÷ المقاومة الكهربائية (أوم)؛فلو افترضنا أن مصدراً للجهد الكهربائي (بطارية) يصدر منه فرق جهد قيمته 9 فولت موصول على مقاومة كهربائية قيمتها 2.2 أوم، فإن شدة التيار الكهربائي المار في تلك المقاومة يساوي 4.09 أمبير بعد تطبيق الأرقام على المعادلة السابقة.
وحدة قياس الجهد الكهربائي
يُعرَّف الجهد الكهربائي بأنَّه فرق الجُهد بين نقطتين في موصل مقاومته واحد أوم ويسري بهِ تيار كهربائي مقداره واحد أمبير، ووحدة قياسه في النظام الدولي هي الفولت (بالإنجليزية: Volt) ويُرمز له بالرمز V تكريماً للعالم الايطالي ألساندرو فولتا.
وحدة قياس الشحنة الكهربائية
الكولوم (الرمز العالمي: C) هو وحدة في النظام المتري لقياس الشحنة الكهربائية التي يحملها تيار مقداره أمبير واحد في ثانية واحدة. وقد أطلق اسم كولوم على هذه الوحدة تكريما للفيزيائي الفرنسي تشارلز كولوم.
الكولوم هي قيمة تساوي مجموع شحنات (6.241×1018) إلكتروناً. إن الجسم الذي يكتسب هذا العدد من الإلكترونات فإنه يحمل شحنة سالبة تساوي 1 كولوم. والجسم الذي يفقد ذلك العدد من الإلكترونات، يحمل شحنة موجبة تساوي 1 كولوم.