المختصر المفيد لمعرفة معنى واحدات الكهرباء لعامة الناس

*** المختصر المفيد لمعرفة معنى واحدات الكهرباء لعامة الناس ***
.
دائماً ما نجد أخطاء في فهم معنى الفولت و الأمبير و الواط عند عامة الناس ، لذلك سأشرحهم بشكل بسيط جداً.
.
لنتخيل ورشة بناء ، و فيها عمال ينقلون الحجارة (بلوك- طوب) من المخزن إلى مكان العمل ، ثم يعودون إلى المخزن بحركة مستمرة .
نسمي العمال بالشحنات الكهربائية.
و نسمي مسار حركتهم بالدارة الكهربائية.
و نسمي المخزن بمنبع الكهرباء Source و هو إما بطارية أو مولد (دينمو) أو مولدة كهرباء.
نسمي مكان العمل بالحمولة Load.
نسمي حركة العمال بين المنبع و الحمولة بالتيار الكهربائي.
نسمي الحجارة بالطاقة الكهربائية.
.
إذاً فالعمال هم الشحنات الكهربائية التي تنقل الطاقة الكهربائية من المنبع إلى الحمولة ثم تعود إلى المنبع من جديد ضمن دارة كهربائية مغلقة.
.
بفرض العمال متشابهين بالبنية الجسدية …
.
**الفولت**
نسمي قوة العامل الواحد بالفولت ، فكلما كان العامل أقوى استطاع أن ينقل حجارة أكثر في وقت أقل ، فهو إما سيحمل أكثر من حجر في المرة الواحدة أو سينقل الحجر بسرعة أكبر.
نفس الشيءبالنسبة للشحنات الكهربائية فهي كلما كانت أقوى فهذا يعني أن الفولت أعلى، و هكذا فإن الشحنات الأقوى ستنقل طاقة أكثر .
إذاً فالفولت هو معيار يعبر عن قوة الكهرباء ، و هو المسؤول عن تخريب الأجهزة الكهربائية و عن تكهرب الإنسان.
.
** الأمبير **
نسمي عدد العمال الذين يصلون إلى مكان العمل (الحمولة) في ثانية واحدة بالأمبير ، و هذا معيار يدل على عدد العمال الذين يتحركون في مسار العمل.
.
** الواط **
إذا أردنا معرفة كمية الحجارة التي يمكن نقلها من المنبع إلى الحمولة خلال زمن معين ، فيلزمنا معرفة قدرة العمال على نقل هذه الحجارة . و لنعرف قدرة العمال على نقل الحجارة فيجب أن نعرف كم حجر يستطيعون نقله خلال زمن معين و هو خلال ثانية واحدة .
هذا ما نسميه القدرة أو الاستطاعة ، و هو كمية الطاقة الكهربائية التي تصل إلى الحمولة خلال ثانية واحدة.
لنعرف هذه القدرة فيجب ضرب عدد العمال في الثانية (الأمبير) بقوة العامل الواحد (الفولت) فنحصل على (الواط).
.
أي إذا كان لدينا عمال يحمل كل منهم 3 أحجار و يصل منهم 6 عمال إلى الحمولة في الثانية ، فالقدرة هي (3*6) و تساوي 18 واط.
و إذا كان لدينا عمال يحمل كل منهم حجر واحد و يصل منهم 18 عامل إلى الحمولة في كل ثانية فالقدرة هي 18 واط.
.
** المقاومة **
إذا وضعنا في وجه العمال بعض العراقيل مثل السلالم التي يجب أن يتسلقوها لتوصيل الأحجار، فإن هذه السلالم هي المقاومة ، و اسمها مقاومة لأنها تقاوم مرور العمال أي مرور التيار الكهربائي.
إذا كان العمال يستطيعون السير بسرعة كبيرة على الأرض المنبسطة فحتماً سيقل عددهم عندما يتسلقون السلالم .
فالمقاومة تقلل عدد العمال الواصلين إلى الحمولة في الثانية ، أي تقلل الأمبير.
العامل المهم في زيادة الأمبير أو نقصانه عند وجود مقاومة هو الفولت ، اي قوة العمال ، فكلما كان العمال أقوى فإنهم سيتخطون المقاومة بشكل أسرع و بالتالي سيصلون إلى الحمولة بشكل أسرع و يرتفع الأمبير.
و إذا كانت قوتهم ضعيفة ، أي فولتهم قليل ، فسيصلون بشكل أقل.
لوضع معيار لهذا المرور سنقسم قوة العمال على كميتهم التي تمر ، و نسمي هذا المعيار بالأوم ، و هي وحدة قياس المقاومة .
فقيمة المقاومة هي قسمة قوة العمال على كميتهم المارة في ثانية.
و كمية العمال المارة في ثانية هي قوتهم مقسومة على المقاومة.
.
مالذي يحرق الأسلاك الكهربائية ؟
يمكن اعتبار أن العمال يتحركون على دفوف من الخشب لنقل الحمولة ، أي أن السلك الكهربائي يشبه دفوف الخشب التي يتحرك عليها العمال ..
هنا إن زادت كمية العمال التي تمشي على الدف الواحد فسينكسر الدف و ينهار ، و هذا ما يشبه الكهرباء حيث أن مرور الكثير من الشحنات في السلك في وقت واحد يسبب انهيار السلك.
أي أن الأمبير هو العامل المهم في اختيار السلك، فكلما أردنا مرور أمبير أكثر كلما زدنا قطر السلك ، و كلما أردنا مرور عمال أكثر نزيد عرض الدف الخشبي كي لا ينهار.
.
مالذي يحرق الأجهزة الكهربائية؟
إن كل الأجهزة الكهربائية تحتوي عوائق لمرور التيار الكهربائي (مقاومات)، و هي نوعين :
أجهزة تحتوي أسلاك مثل المحركات و المحولات، فإن زادت قوة الشحنات الكهربائية (الفولت) فسيمر تيار (أمبير ) أكبر و يحرق الأسلاك الداخلية فينعطب الجهاز.
أجهزة تحتوي أنصاف نواقل مثل الديودات و الترانزستورات ، و هذه يمكن تشبيهها بالأبواب في طريق العمال ، فهي تعرقل مرورهم حسب الكمية المطلوبة منها ، و لكن عند مرور عمال ذوي قوة كبيرة فقد يدفعون الباب بقوة تخلعه من مكانه أو تكسره، عندها سيمرون بسهولة أو يتوقف مرورهم نهائياً ، و هذا ما يجعل الجهاز الكهربائي ينعطب لعدم قدرته على التحكم في كمية العمال المارين أو يتسبب في توقف عملهم نهائياً.
إذاً فإن الفولت هو العامل الأهم في تعطل الأجهزة الكهربائية و في مرور التيار الكهربائي.
.
لماذا نرفع الفولت ؟
لتقليل الأمبير .
إذا أردنا نقل 24 حجر في الثانية إلى حمولة ما ، فالأفضل استخدام 6 عمال ينقل كل منهم 4 أحجار من 8 عمال ينقل كل منهم 3 أحجار.
عندها سنبني ممر أصغر ، و بالتالي كلفة أقل.
هذا يكافئ فولت أعلى مقابل أمبير أقل ، و بالتالي سماكة سلك أقل.
و بالتالي نقلل من كلفة السلك.
مع تحيات المهندس منذر سالم