التيار والجهد والمقاومة والقدرة
🌐 هذه الصفحة مترجمة آلياً. النسخة الألمانية هي المرجع.
صورة دائرة الماء
Section titled “صورة دائرة الماء”تخيّل أنبوب ماء مع مضخة. الـPumpe (المضخة) تُحدث ضغطًا، والـWasser (الماء) يجري، والـenge Rohr (الأنبوب الضيق) يعيق الجريان. في الكهروتقنيات تُسمّى هذه الأشياء الثلاثة:
| الماء | الكهروتقنيات | الرمز | الوحدة |
|---|---|---|---|
| الضغط | Spannung (الجهد الكهربائي) | U | Volt (V) |
| كمية الماء في الثانية | Strom (التيار – شدة التيار Stromstärke) | I | Ampere (A) |
| ضيق الأنبوب | Widerstand (المقاومة) | R | Ohm (Ω) |
الجهد هو «المحرّك»، والتيار هو ما يجري فعلًا، والمقاومة هي ما يحدّه. بلا جهد لا يوجد تيار. وبلا دائرة مغلقة لا يوجد تيار أيضًا: التيار لا يجري إلا إذا استطاع العودة من المصدر عبر الـVerbraucher (المستهلك) إلى المصدر من جديد. لذلك فإن كل Steckdose (مقبس كهربائي) فيها على الأقل مُوصِلان: Außenleiter L (الموصل الخارجي – الذهاب) وNeutralleiter N (الموصل المحايد – العودة).
الجهد U – المحرّك
Section titled “الجهد U – المحرّك”الـSpannung (الجهد) هو فرق «الضغط» الكهربائي بين نقطتين. في ألمانيا تُغذّي الشبكة بين موصل خارجي والموصل المحايد 230 V (تيار متردد Wechselspannung، بتردد 50 Hz). وبين موصلين خارجيين يكون الجهد 400 V – المزيد من ذلك في صفحة Netz und Leiterfarben.
تذكّر: الجهد يقع بين نقطتين. تقيسه على التوازي مع المكوّن، أي بوضع جهاز القياس بين الطرفين.
قيم نموذجية: بطارية AA بجهد 1,5 V · بطارية سيارة 12 V · مقبس كهربائي 230 V · موقد/تيار ثلاثي الأطوار 400 V · شبكة الجهد المتوسط 10–30 kV.
التيار I – ما يجري
Section titled “التيار I – ما يجري”تقول Stromstärke (شدة التيار) كمّ شحنة يمرّ عبر الموصل في الثانية. الأمبير الواحد هو كولوم في الثانية – لست مضطرًا لحفظ ذلك، لكن يجب أن تعرف رتب الأحجام:
| المستهلك | التيار عند 230 V |
|---|---|
| مصباح LED بقدرة 8 W | 0,035 A (35 mA) |
| محوّل لابتوب 65 W | 0,3 A |
| تلفاز 100 W | 0,4 A |
| مكنسة كهربائية 900 W | 3,9 A |
| غلاية ماء كهربائية 2 000 W | 8,7 A |
| مدفأة هوائية 2 000 W | 8,7 A |
| دائرة مقابس كهربائية، LS B16 | 16 A كحد أقصى |
يقاس التيار على التوالي – يُدمج جهاز القياس داخل الدائرة، أو تستخدم Stromzange (كماعة قياس التيار) حول الموصل. توصيل الأمبيرميتر على التوازي مع 230 V يعني Kurzschluss (قصرًا كهربائيًا).
الخطر على الإنسان: حوالي 30 mA فقط عبر الجسم قد تكون قاتلة (رجفان البطينين Herzflimmern). لذلك تُفصِل RCD/FI-Schutzschalter (قواطع الحماية من التيار التفاضلي) في الشقق عند تيار خطأ قدره 30 mA – انظر Schutzorgane.
المقاومة R – ما يعيق
Section titled “المقاومة R – ما يعيق”كل موصل وكل مستهلك له Widerstand (مقاومة). السلك الطويل الرفيع له مقاومة أكبر من القصير السميك. النحاس يوصل جيدًا، والحديد أسوأ، والبلاستيك لا يوصل تقريبًا على الإطلاق (Isolator – عازل).
بالنسبة للكابلات: تزداد المقاومة مع Länge (الطول) وتقل مع Querschnitt (المقطع). لذلك يحصل كابل التغذية الطويل على مقطع أكبر – وإلا فُقد جهد على الطريق (Spannungsfall – هبوط الجهد) ويسخن الكابل.
قيم تقريبية للنحاس: 1,5 mm² ≈ 12 Ω لكل كم · 2,5 mm² ≈ 7,4 Ω لكل كم · 10 mm² ≈ 1,8 Ω لكل كم (لكل سلك على حدة).
قانون أوم
Section titled “قانون أوم”الكميات الثلاث مترابطة:
U = R · I – الجهد = المقاومة × التيار
وبالتحويل: I = U / R و R = U / I. هذه أهم صيغة في Ausbildung (تدريبك المهني). مثلث يساعدك على الحفظ: U في الأعلى، وR وI جنبًا إلى جنب في الأسفل. غطِّ الكمية المطلوبة – ما يبقى ظاهرًا هو العملية الحسابية.
مثال 1: مدفأة هوائية مقاومتها 26,5 Ω. عند 230 V يجري I = 230 V / 26,5 Ω ≈ 8,7 A.
مثال 2: عبر مصباح متوهج يجري 0,26 A عند 230 V. مقاومته R = 230 V / 0,26 A ≈ 885 Ω (في الحالة الساخنة).
مثال 3: في شبكة على متن سيارة بجهد 12 V يجري عبر مصباح 2 A. R = 12 V / 2 A = 6 Ω.
القدرة P – كم عمل في الثانية
Section titled “القدرة P – كم عمل في الثانية”الـLeistung (القدرة) هي الجهد × التيار:
P = U · I – القدرة بالـWatt (W)، و1 000 W = 1 kW
وبالدمج مع قانون أوم: P = U² / R و P = I² · R.
مثال: غلاية ماء بقدرة 2 000 W عند 230 V: I = P / U = 2 000 W / 230 V ≈ 8,7 A. غلايتان على شريط مقابس واحد: 17,4 A – عندها يُفصِل LS B16 (قاطع Leitungsschutzschalter). هذا ليس عطلًا، هذا حماية.
في التيار المتردد مع المحركات يُضاف إليها Leistungsfaktor cos φ (معامل القدرة) (القدرة الظاهرية Scheinleistung S بالـVA، والقدرة الفعلية Wirkleistung P بالـW). أما المستهلكات الأومية مثل التدفئة والمصباح المتوهج فـcos φ = 1 – وهذا يكفي في البداية.
الطاقة W – القدرة × الزمن
Section titled “الطاقة W – القدرة × الزمن”Stromzähler (عداد الكهرباء) لا يحسب القدرة، بل Energie (الطاقة):
W = P · t – الطاقة بالـKilowattstunden (kWh)
مثال: مدفأة هوائية بقدرة 2 kW لمدة 3 ساعات: W = 2 kW · 3 h = 6 kWh. وبسعر حوالي 35 ct/kWh تكون التكلفة 2,10 €. أما مصباح LED بقدرة 8 W فيحتاج 750 ساعة لاستهلاك 6 kWh.
الوحدات وبادئاتها
Section titled “الوحدات وبادئاتها”| البادئة | المعامل | مثال |
|---|---|---|
| m (milli) | 0,001 | تيار فصل 30 mA لقاطع RCD |
| k (kilo) | 1 000 | غلاية ماء 2 kW، جهد متوسط 10 kV |
| M (mega) | 1 000 000 | 1 MΩ الحد الأدنى لمقاومة العزل |
احسب دائمًا بالوحدات الأساسية (V, A, Ω, W) وحوّل في النهاية فقط. معظم أخطاء الحساب في Berufsschule (المدرسة المهنية) هي أخطاء وحدات.
ما تستطيع فعله الآن
Section titled “ما تستطيع فعله الآن”- التمييز بين الجهد والتيار والمقاومة والقدرة، وذكر وحداتها.
- حساب أي كمية ناقصة باستخدام U = R · I و P = U · I.
- فهم لماذا يُفصِل قاطع LS عند تشغيل أجهزة كثيرة جدًا، ولماذا 30 mA خطرة على الجسم.
نكمل الآن بالشبكة التي يتصل بها كل ذلك: Netz und Leiterfarben.
اختبر نفسك
Section titled “اختبر نفسك”🧠 اختبر نفسك