تعريف الطاقة الكهربائية
تُحدد القدرة المكتسبة في العمل والطاقة على أنها مقدار العمل المنجز خلال فترة زمنية محددة. العمل هو عملية تغير في الطاقة، وبالتالي يمكن فهم القدرة على أنها تغير في الطاقة يحدث خلال فترة زمنية محددة.
الطاقة الكهربائية هي تغير في الطاقة الكهربائية خلال فترة زمنية محددة. وفي مراجعة الجهد الكهربائي، يُشرح أن تغيرات طاقة الوضع الكهربائي تحدث عندما تمر شحنة كهربائية عبر فرق جهد كهربائي.
معادلة القدرة الكهربائية
رياضياً، فإن التغير في طاقة الوضع الكهربائية (ΔEP) يتناسب مع الشحنة (Q) والجهد الكهربائي (V)، ويعبر عنه بالمعادلة ΔEP = Q V.
القدرة هي تغير في طاقة الوضع الكهربائية خلال فترة زمنية معينة، ويتم التعبير عنها رياضياً من خلال المعادلة 1:
الشحنة الكهربائية التي تتدفق خلال فترة زمنية معينة هي تيار كهربائي، يُعبر عنه رياضياً بالمعادلة I = Q/t. يمكن تحويل المعادلة 1 إلى المعادلة 2:
بناءً على هاتين المعادلتين، يمكن استنتاج أن تغيرات الطاقة الكهربائية خلال فترة زمنية محددة تحدث عندما يمر تيار كهربائي عبر فرق جهد كهربائي معين. تتناسب القدرة الكهربائية طرديًا مع شدة التيار الكهربائي والجهد الكهربائي، لذا إذا زاد التيار الكهربائي والجهد الكهربائي، زادت القدرة الكهربائية أيضًا.
إذا مر تيار كهربائي عبر مقاوم ذي مقاومة كهربائية ثابتة، فيمكن حساب الطاقة الكهربائية باستخدام المعادلة 3 أو المعادلة 4.
وحدة الطاقة الكهربائية
استنادًا إلى المعادلة 1، فإن وحدة الطاقة في النظام الدولي للوحدات هي الجول، ووحدة الزمن هي الثانية، وبالتالي فإن وحدة القدرة الكهربائية هي جول/ثانية، ويُرمز لها اختصارًا بـ J/s. يُطلق على الجول/ثانية أيضًا اسم الواط. 1 واط = 1 جول/ثانية.
استنادًا إلى المعادلة 2، فإن وحدة الجهد الكهربائي هي فولت ووحدة التيار الكهربائي هي أمبير، وبالتالي فإن وحدة الطاقة الكهربائية هي فولت أمبير، ويرمز لها اختصارًا بـ VA.
