حساب مدة تشغيل جهاز من الطاقة والقدرة — الثالثة إعدادي
تطبيق على العلاقة بين الطاقة الكهربائية والقدرة ومدة التشغيل، مع اختيار الوحدات وتحويل الساعات العشرية إلى ساعات ودقائق.
1. عزل المدة في العلاقة
لجهاز يعمل بقدرة ثابتة P خلال مدة t تكون الطاقة E = P × t. إذا عرفنا الطاقة والقدرة نحسب t = E ÷ P، بشرط أن تكون القدرة غير منعدمة. المقصود مدة عمل الجهاز بالقدرة المعطاة، لا المدة التي ظل خلالها موصولًا وهو متوقف أو في وضع الاستعداد.
2. اختيار وحدات منسجمة
مع E بالجول وP بالواط نحصل على t بالثانية. ومع E بالواط ساعة وP بالواط نحصل على t بالساعة. ومع E بالكيلوواط ساعة وP بالكيلوواط نحصل أيضًا على الساعات. إذا أعطيت الطاقة بالكيلوواط ساعة والقدرة بالواط نحول القدرة إلى كيلوواط قبل القسمة.
3. تفسير النتيجة
الساعة تحتوي على 60 دقيقة؛ لذلك 0.5 ساعة تساوي 30 دقيقة و0.25 ساعة تساوي 15 دقيقة. لا نقرأ 1.5 ساعة على أنها ساعة وخمس دقائق. إذا كانت القدرة تتغير أثناء التشغيل فلا نستعمل القدرة القصوى كأنها ثابتة طوال المدة؛ هذا التطبيق يفترض قدرة ثابتة.
خطاطة تلخيصية
تطبيق محلول
جهاز قدرته الثابتة 800 W استهلك 1.2 kWh. نحول 800 W إلى 0.8 kW، ثم t = 1.2 ÷ 0.8 = 1.5 h، أي ساعة و30 دقيقة. التحقق: 0.8 × 1.5 = 1.2 kWh.
6 تمارين مصححة
حاول الإجابة قبل فتح التصحيح.
التمرين 1
جهاز 2 kW استهلك 6 kWh. احسب مدة تشغيله.
إظهار التصحيح
t = 6 ÷ 2 = 3 ساعات.
التمرين 2
مصباح 50 W استهلك 200 Wh. ما المدة؟
إظهار التصحيح
t = 200 ÷ 50 = 4 ساعات.
التمرين 3
جهاز 100 W استهلك 6000 J. ما المدة؟
إظهار التصحيح
t = 6000 ÷ 100 = 60 ثانية، أي دقيقة واحدة.
التمرين 4
حوّل 2.25 ساعة إلى ساعات ودقائق.
إظهار التصحيح
2 ساعة + 0.25 × 60 دقيقة = ساعتان و15 دقيقة.
التمرين 5
لماذا قسمة 1.2 kWh على 800 W مباشرة خطأ في هذه الطريقة؟
إظهار التصحيح
لأن الوحدتين غير منسجمتين. نحول القدرة إلى 0.8 kW أو الطاقة إلى 1200 Wh؛ فنحصل في الحالتين على 1.5 h.
التمرين 6
هل يمكن استنتاج مدة التشغيل الفعلية من القدرة القصوى لجهاز تتغير قدرته؟
إظهار التصحيح
ليس بدقة دون معلومات إضافية. يجب معرفة القدرة المتوسطة المناسبة أو تفاصيل فترات التشغيل.