@Ahmed91029663X السموحة على تأخر الرد 🙏
ممم...، بدايةً نتحدث عن الطاقة الي تتحول من صورة إلى أخرى حولنا. فعند ترك كوب من الشاي الحار في درجة حرارة الغرفة فإن الطاقة الحرارية من الكوب ستتسرب للهواء في الغرفة حتى تُصبح حرارة الكوب مساوية لحرارة الغرفة. (يتبع)
ممم...، بدايةً نتحدث عن الطاقة الي تتحول من صورة إلى أخرى حولنا. فعند ترك كوب من الشاي الحار في درجة حرارة الغرفة فإن الطاقة الحرارية من الكوب ستتسرب للهواء في الغرفة حتى تُصبح حرارة الكوب مساوية لحرارة الغرفة. (يتبع)
@Ahmed91029663X بدأ العلماء بقياس مقدار الطاقة بالجول Joule ليقيسوا كمية الطاقة الحرارية في كوب الشاي أو كمية الطاقة الحركية في سيارة مسرعة في الشارع. ثم إحتاج العلماء لقياس سرعة إنتقال الطاقة هذه من مكان وشكل لمكان أخر وسموا هذا المقدار بالقدرة Power. (يتبع)
@Ahmed91029663X فالقدرة هي مقدار الطاقة الحرارية التي تنتقل من كوب الشاي للهواء خلال الزمن. والقدرة هي أيضا مقدار الطاقة الحركية التي تحولت إلى طاقة حرارية في مكابح السيارة المسرعة عند توقفها أما إشارة حمراء. وتُقاس القدرة بالجول لكل ثانية. (يتبع)
@Ahmed91029663X من باب الإستطراد، يكمن السر وراء إهتمام العلماء بالقدرة أكثر من إهتمامهم بالطاقة، هو أننا اليوم نعاني أزمة قدرة ولا نعاني أزمة طاقة. فالشمس فوقنا تشع مقدار هائل من الطاقة على الأرض، (يتبع)
@Ahmed91029663X لكننا نعجز حتى هذا اليوم في تحويل أكبر قدر من الطاقة الشمسية لشكل أخر من الطاقة في أقل فترة زمنية. أحد أنواع الطاقة المتواجدة اليوم حولنا هي الطاقة الكهربائية، وهي الطاقة التي تحملها الشحنات أثناء حركتها خلال الأسلاك. (يتبع)
@Ahmed91029663X إكتشفنا بالتجارب أنه بوضع مقاومة Resistance أمام حركة هذه الشحنات فإننا نحول الطاقة الكهربائية المحمولة فيها إلى طاقة حرارية. (يتبع).
@Ahmed91029663X وقد عرف المهندسون أن القدرة في هذه الحالة، أي سرعة تحول الطاقة الكهربائية الخارجة من مصدر التيار إلى طاقة حرارية (جول لكل ثانية) تُقاس بضرب الجهد بالتيار وذلك لأن وحدة الجهد هي جول لكل كولم ووحدة التيار هي كولوم لكل ثانية. (يتبع)
@Ahmed91029663X لكن كانت المفاجئة أن حاصل هذا الضرب عند تمرير تيار متغير في بعض القطع الكهربائية (كالمكثف والمقاومة) قد يعطي نتيجة سالبة لأن قيمة الجهد أو التيار قد تكون سالبة عندما تكون الأخرى موجة، فما معنى ذلك !؟ (يتبع)
@Ahmed91029663X شكل حاصل ضرب الجهد والتيار يظهر كما هو في الصورة السابقة. ترى أن القدرة Power متغيرة خلال الزمن، ففي بعض الأثناء ترتفع قيمة القدرة الموجبة بشكل كبير وفي أثناء أخرى تصبح قيمة القدرة سالبة. فأين تذهب هذه الطاقة السالبة ؟ (يتبع)
@Ahmed91029663X طبعاً الإجابة البديهية، أن الطاقة (القدرة الموجبة) التي خرجت من مصدر التيار عادت إليه مرة أخرى (وظهرت في المعادلة كقدرة سالبة). أي أن إشارة القدرة تُحدد إتجاهها خروجا أو دخولا من/إلى النقطة التي تُقاس عندها القدرة. (يتبع)
@Ahmed91029663X وهذا أمر يتطابع مع المعادلات الرياضية، لكن ما معناه عملياً؟ إن كانت الدائرة لا تحتوي إلا على مقاومة، فإن القدرة دائماً موجبة ما يعني أن الطاقة قد خرجت من مصدر التيار وأُستهلكت (تحولت لحرارة) ولم تعد. (يتبع)
@Ahmed91029663X إن ظهر لدينا قدرة سالبة في دائرة لا تحتوي إلا على مقاومة فهذا يعني أن هنالك طاقة حرارية تحولت وعادت كطاقة كهربائية وهو أمر لا يحدث على الإطلاق ويخالف قوانين الفيزياء، لكن إن حدث لك فإستعد للحصول على جائزة نوبل (يتبع)
@Ahmed91029663X إن كانت الدائرة تتكون من مكثف (أو ملف) فقط، فإن القدرة ستكون سالبة لنصف الوقت وموجبة لنصف الوقت (أي تكون قيمتها في المتوسط صفر). وذلك لأن التيار ينحرف عن الجهد ب٩٠ درجة. (يتبع)
@Ahmed91029663X بعد تمعن وتجارب عديدة وجدنا أنه في النصف الذي تكون فيه القدرة موجبة فإننا عندها نقوم بشحن المكثف. وعندما تكون سالبة فإن طاقة المكثف يتم تفريغها وتعود للمصدر، كيف تعود للمصدر؟ (يتبع)
@Ahmed91029663X إذا كان مصدر التيار يتكون فقط من محول فإن الطاقة العائدة إليه تقوم بشحن ملفاته ليتم لاحقاً تفريغها لتشحن المكثف مرة أخرى وهكذا. إذا كان المصدر يتكون من شبكة بها أحمال أخرى، فإن جزء من الطاقة العائدة إليه سيقوم بتغذية الأحمال الأخرى بينما يعود جزء أخر لشحن ملفات المحول. (يتبع)
@Ahmed91029663X كذلك الحال إذا كان الحِمل عبارة عن ملف. أي أنه من خلال دراسة الملف والمكثف نجد أنهما يعملان كوعاء مؤقت للطاقة، أي أنهما يقومان بإمتصاص الطاقة الكهربائية لفترة ثم يقومان بتفريغها قبل أي يتم شحنهما مرة أخرى. هذا يتوافق مع ما نشهده من حاصل ضرب الجهد والتيار ! (يتبع)
@Ahmed91029663X قررنا كمهندسين تسمية هذه الطاقة التي تذهب وتعود من وإلى مصدر الطاقة بالقدرة التفاعلية Reactive Power. بينما نسمي الطاقة التي تُستهلك ولا تعود بالقدرة الفعالة Active Power. إذا القدرة التفاعلية تتصرف ككرة في لعبة البينج بونج Ping Pong فتقذف من طرف للآخر (يتبع)
@Ahmed91029663X إذا لماذا ندعي أن القدرة التفاعلية تتسبب بخسائر لنا ؟ أولاً لنتفق على كيفية إنتقال القدرة التفاعلية من المصدر للحمل والعكس. نحن نعرف أن القدرة هي حاصل ضرب الجهد والتيار، عند تثبيت الجهد كما نفعل في جميع الدوائر الكهربائية عملياً (يتبع)
@Ahmed91029663X فإن القدرة ستنتقل من المصدر للحمل على شكل زيادة في التيار. إذاً إن كان لدي دائرة تتكون من مقاومة فقط فإنني سأحصل على مقدار معين من التيار. في هذا المثال ستكون قيمة التيار هي 1V/1Ohm وتساوي 1A. (يتبع)
@Ahmed91029663X لكن إن كان الحمل يتكون من مقاومة ومكثف، فإنني سأحصل على مقدار أكبر من التيار، ففي الدائرة التالية تجد قيمة التيار 1.4A بعد إضافة المكثف بالرغم من أن القدرة المُستهلكة هي نفسها. إذا لماذا زادت قيمة التيار؟ لأن هناك قدرة تفاعلية تأتي وتعود من وإلى المصدر. (يتبع)
@Ahmed91029663X هذه القدرة التي تمرح بين الأسلاك لا تفيدني بشيء، فلو كانت الدائرة السابقة لسخان كهربائي مثلاً فإن الطاقة الزائدة هذه لن تزيد من حرارة السخان شيئاً. قد يسأل سائل، إذا كانت هذه غير مفيدة فهي أيضاً غير مضرة، فلما لا ندعها وشأنها (يتبع)
@Ahmed91029663X الجواب أنها في الحقيقة وفي الحياة العملية مضرة. في المثال السابق دعنا نُضيف مقاومة الأسلاك للدائرة، عندها سترى أن الطاقة التفاعلية هذه وإن كانت لا تُستهلك من قِبل الحمل، إلا أن جُزء منها يُفقط كحرارة على مقاومة الأسلاك (يتبع)
@Ahmed91029663X وعند التخلص منها (إزالة المكثف من الدائرة) فإن قيمة التيار الكلية المسحوبة من المصدر ستقل وتقل معه المفاقيد على الأسلاك. أي أن القدرة الإضافية هذه وإن لم تُستهلك في منزلك أو في حِملك، إلا أنها تُسبب خسائرة لمالك محطة إنتاج وإرسال الكهرباء.
أتمنى أكون وفقت في الكتابة
أتمنى أكون وفقت في الكتابة
جاري تحميل الاقتراحات...