در یک مدار الکتریکی ساده چه تبدیلات انرژی صورت می گیرد

مدار الكتريكي چيست؟

س: مدار الكتريكي چيست؟

ج: براي آنكه جريان الكتريكي برقرار بماند، بار به يك مسير بسته نياز دارد تا در آنن شارش كند. مسيري كه بارها در آن حركت مي كنند مدار الكتريكي ناميده مي شود.

علامت اختصاري لامپ

علامت اختصاري كليد

علامت اختصاري باتري

علامت اختصاري سيم رابط

س: يك مدار الكتريكي ساده چگونه است؟

ج: يك مدار الكتريكي ساده از دو قسمت تشكيل مي شود. اول مولد يا توليد كننده جريان الكتريكي، دوم مصرف كننده الكتريسيته و اين دو قسمت با سيم هايي با مقاومت ناچيز به هم وصل مي شوند براي اندازه گيري شدت جريان واختلاف پتانسيل در مدار، آمپرسنج و ولت سنج نيز به آن اضافه مي شود.

مدار الكتريكي: مسير بسته‎‎ اي است كه الكترونها در آن حركت مي‎كنند.

وسيله هاي آزمايش : يک لامپ ٥١ولتي – يک پيل ( قوه ) ٥١ ولتي – يک کليد قطع و وصل – مقداري سيم رابط .     مطابق شکل ( ٣_٥ ) لامپ را به پيل وصل کنيد . وقتي کليد را مي بنديد ، چه اتفاقي مي افتد که لامپ روشن مي شود ؟

شکل ٣_ ٥ مدار الکتريکي ساده

جواب: با بسته شدن كليد جريان در مدار برقرار شده و انرژي الكتريكي از پيل به لامپ منتقل مي شود و انرژي دروني و در نتيجه دماي رشته لامپ را افزايش مي دهد و موجب نوردهي آن مي شود.

……………………………………………………………………………………….

س: چگونه مي توان جريان الكتريكي به وجود آورد؟

ج: براي به حركت در آوردن بارهاي الكتريكي بين دو نقطه بايد به وسيله اي بين آن دو نقطه اختلاف پتانسيل ايجاد نمود. باتري، دينامو، ژنراتور، پيل خورشيدي و واندوگراف از وسيله هاي رايجي هستند كه مي توانند بين دو نقطه اختلاف پتانسيل ايجاد كنند.

س: جهت جريان در مدار الكتريكي چگونه است؟

ج: در يك مدار الكتريكي جهت واقعي جريان از قطب منفي باتري بطرف قطب مثبت آنست. اما به دليل تاريخي جهت جريان را بطور قراردادي از قطب مثبت بطرف قطب منفي باتري در نظر مي گيرند.

س: تعريف شدت جريان الكتريكي؟

ج: آهنگ شارش بار الكتريكي( يعني بار شارش شده در يك ثانيه) را شدت جريان الكتريكي مي نامند..

شدت جريان را با نماد I نشان مي دهند و يكاي آن آمپر( A) است.

س: شدت جريان الكتريكي از چه رابطه اي به دست مي آيد؟

ج: آهنگ شارش بار الكتريكي برابر است با نسبت بار الكتريكي شارش شده از هرمقطع مدار( q) به زمان شارش بار ( ) يعني:

q = با ر الكتريكي . واحد آن در سيستم SI كولن C است. = زمان . واحد آن در سيستم SI ثانيه S است I= جريان . واحد شدت جريان در سيستم SI آمپر ناميده مي شود.

س: وسيله اندازه گيري شدت جريان چيست و چگونه در مدار قرار مي گيرد؟

ج: وسيله اندازه گيري شدت جريان در مدار آمپرسنج است. به اين منظور آنرا به صورت متوالي در مدار قرار مي دهند. براي اينكه جريان الكتريكي به راحتي از آمپرسنج عبور نمايد، مقاومت داخلي آنرا بسيار كم مي سازند.

در يك مدار الكتريكي در مدت ۲ دقيقه از مقطعي از مدار مقدار ۲۴۰ كولن الكتريسيته شارش مي شود. آهنگ شارش بار الكتريكي يا شدت جريان در مقطع فوق را تعيين كنيد.

جواب:

…………………………………………………………….

براي صرفه جويي در مصرف انرژي الكتريكي چه بايد كرد؟

ج: به طور كلي بايد در مصرف كليه وسايلي كه با انرژي الكتريكي كار مي كنند، مثل تلويزيون، لامپ روشنايي، اتو، يخچال، لباسشويي و غيره استفاده بهينه كرد. يعني ازمصرف غير ضروري آنها خودداري نمود. به خصوص هنگام اوايل شب كه مصرف برق زياد است، نبايد از وسايل پر مصرفي چون اتو و لباسشويي و كولر استفاده كرد. و همچنين مي توان براي روشنايي، لامپ هاي مخصوص كم مصرف گازي يا مهتابي را به كار برد.

خلاصه فصل سوم

۱- ماهيت الكتريسيته به دليل وجود بارهاي الكتريكي در اتمهاي ماده است. در اتم دو ذره با بار الكتريكي وجود دارد. پروتون با بار مثبت كه در داخل هسته قرار دارد و الكترون كه بار منفي دارد و به دور هسته مي چرخد.

مقدار بار الكتريكي پروتون و الكترون با هم برابر اما از نظر علامت مخالف هم هستند. به اين علت هسته يك اتم در حالت عادي از نظر بار الكتريكي خنثي مي باشد مقدار بار يك پروتون يا يك الكترون برابر است با:                                                  

۲- هر مقدار بار الكتريكي مثل( q ) را مي توان مضرب صحيحي از بار يك الكترون( يا يك پروتون) در نظر گرفت. يعني:

عدد صحيح و مثبت است.

۳-الكتريسيته بر دو نوع است: الكتريسيته ساكن و الكتريسيته جاري.

هرگاه الكتريسيته توليد شده در محل توليد باقي بماند آنرا الكتريسيته ساكن مي نامند و اگر بارهاي توليدشده شارش نمايند، الكتريسيته جاري مي گويند.

۴-بنا به قانون پايستگي بار الكتريكي، بار الكتريكي از هيچ به وجود نمي آيد و از بين هم نمي رود، فقط از يك جسم به جسم ديگر منتقل مي شود.

۵- يكاي بار الكتريكي كولن است و آنرا با نماد C نشان مي دهند.

۶- بارهاي الكتريكي خنثي نشده يك جسم را بار الكتريكي خالص مي نامند. بطوريكه اگر اتمي الكترون اضافي دريافت كند، بار خالص منفي بدست مي آورد و اگر الكترون از دست بدهد بار خالص مثبت پيدا مي كند.

۷- بنا به قانون الكتريسيته ساكن، بارهاي همنوع يكديگر را مي رانند و بارهاي غير همنوع يكديگر را مي ربايند.

۸- به دو روش مالش و القا مي توان الكتريسيته ساكن به وجود آورد.

۹- در روش مالش با ماليدن دو جسم نارسا بر هم بارهاي الكتريكي از يك جسم به جسم ديگر منتقل مي شوند و در آنها بارهايي مساوي اما با علامت مخالف ايجاد مي شود. مثلاً در اثر مالش ميله لاكي به پارچه پشمي، الكترون از پارچه به روي ميله منتقل مي شوند و در اين عمل ميله بار خالص منفي و پارچه بار خالص مثبت پيدا مي كنند.

۱۰- در روش القا با نزديك كردن يك جسم باردار به يك جسم رساناي بدون بار درآن بار الكتريكي ايجاد مي شود. مثلاًاگر يك ميله لاكي باردار( با بار منفي) را به يك كره فلزي كه بر روي پايه عايقي قرار دارد نزديك كنيم، بارهاي منفي كره از ميله رانده مي شوند. اگر كره را به زمين اتصال دهيم تا بارهاي منفي به زمين بروند و سپس ميله را دور كنيم، در كره بار خالص مثبت باقي مي ماند.

۱۱- اجسامي كه به راحتي الكتريسيته را از خود عبور مي دهند رساناي الكتريكي و اجسامي كه الكتريسيته را از خود عبور نمي دهند، نارساناي الكتريكي مي نامند.

۱۲- در رساناهاي فلزي، الكترونها مي توانند به راحتي از اتمهاي خود جدا شده و با حركت در درون جسم موجي رسانش شوند. اين الكترون ها را الكترون هاي آزاد مي نامند.

۱۳- الكتروسكوپ يا برقنما وسيله اي است كه بر اساس القا بار الكتريكي عمل ميكند و كاربرد آن عبارتند از:

الف- پي بردن به وجود بارهاي الكتريكي كم و ضعيف در يك جسم.

ب-  تعيين نوع بار الكتريكي در يك جسم.

پ- تعيين رسانايي يا نارسانايي الكتريكي يك جسم.

الكتروسكوپ تشكيل شده است از يك ميله فلزي كه در يك طرف آن كلاهكي فلزي و در طرف ديگر ورق نازك طلا( يا يك فلز ديگر) نصب شده و مجموعه در داخل  يك جعبه شيشه اي قرار دارد.

۱۴- اختلاف پتانسيل الكتريكي عامل جريان يا شارش بارهاي الكتريكي از يك نقطه به نقطه ديگر است.اختلاف پتانسيل را نماد V نشان مي دهند و يكاي آن ولت است.

۱۵- وسايلي مثل باتري، دينامو، ژنراتور مي توانند با ايجاد اختلاف پتانسيل بين دو نقطه موجب جريان الكتريكي بين آن دو نقطه شوند. در باتري هاي خشك معمولي انرژي شيميايي به انرژي الكتريكي تبديل مي شود.

۱۶- مدار الكتريكي، مسير بسته اي است كه جريان الكتريكي را برقرار مي كند.

يك مدار الكتريكي ساده، تشكيل شده است از يك مولد اختلاف پتاسيل ( مثل يك باتري) يك مصرف كننده الكتريسيته( مثل يك لامپ) كه با سيم هاي نازكي به هم وصل شده اند.

۱۷- بيشترين اختلاف پتانسيلي كه يك مولد يا باتري مي تواند به وجود آورد، نيروي محركه آن ناميده مي شود.

۱۸- وسيله اندازه گيري اختلاف پتانسيل در مدار ولت سنج است و اين وسيله با قسمتي از مدار كه مي خواهيم اختلاف پتانسيل دو سر آن را اندازه بگيريم، به صورت موازي قرار مي گيرد.

۱۹- جهت قراردادي جريان الكتريكي در يك مدار از قطب مثبت به  طرف قطب منفي باتري در نظر گرفته مي شود.

۲۰ آهنگ شارش بار الكتريكي( يعني بار شارش شده در يك ثانيه) را شدت جريان الكتريكي مي نامند. شدت جريان را با نماد I نشان مي دهند و يكاي آن آمپر (A ) است.

۲۱- مقدار شدت جريان در يك مدار از نسبت بار الكتريكي شارش شده به زمان شارش به دست مي آيد:                                       

۲۲- از رابطه بالا نتيجه مي شود بار الكتريكي شارش شده توسط شدت جريان I در زمان برابر است با:                                                

۲۳- از رابطه q=I نتيجه مي شود يك كولن برابر يك «آمپر-  ثانيه» است. به عبارت ديگر يك كولن مقدار بار الكتريكي است كه توسط جرياني به شدت يك آمپر در مدت يك ثانيه در مدار شارش مي شود.

۲۴- مقاومت اجسام و مواد مختلف در مقابل عبور جريان الكتريكي از خود را مقاومت الكتريكي مي گويند. مقاومت الكتريكي را با نماد R نشان ميدهند و يكاي آن اهم  است.

۲۵- بنا به قانون اهم نسبت اختلاف پتانسيل دو سر يك رسانا (V ) به شدت جرياني كه از آن مي گذرد(I ) ، مقدار ثابتي است. اين مقدار ثابت برابر مقاومت الكتريكي رسانا است . يعني:

۲۶- انرژي الكتريكي نسبت به ساير انرژي ها سالم تر بوده و انتقال و تبديل آن آسان تر است.

۲۷- انرژي الكتريكي تبديل شده( يا مصرف شده) در يك وسيله الكتريكي با عامل هاي زير متناسب است:

الف- مقاومت الكتريكي رسانا(R).

ب- زمان عبور جريان الكتريكي( ).

پ- مجذور شدت جريان الكتريكي۲(I) .

۲۸- با توجه به عامل هاي بند قبل مصرف انرژي الكتريكي( W) در يك وسيله الكتريكي از رابطه زير محاسبه مي شود:

    W=RI2

۲۹- انرژي الكتريكي را كه توسط يك دستگاه در يك ثانيه به مصرف مي رسد توان الكتريكي آن دستگاه مي نامند و بانماد P نشان مي دهند و يكاي آن وات است. توان مصرفي از رابطه زير محاسبه مي شود:                                                        P=RI2

با توجه به رابطه اهم يعني V=RI براي توان مصرفي رابطه هاي زير را نيز مي توان به دست آورد:

P=VI          و           P= V2R

۳۰- با توجه به تعريف توان مصرفي، انرژي الكتريكي مصرف شده(W) در يك وسيله الكتريكي در زمان( ) از رابطه زير بدست مي آيد:

W=P

۳۱-براي محاسبه انرژي الكتريكي مصرف شده در مراكز مسكوني يا صنعتي و تجاري، مقدار انرژي الكتريكي مصرف شده در يك ساعت بر حسب كيلووات ساعت را به عنوان يكا يا مبناي محاسبه در نظر مي گيرند و آن را با نماد kwh نشان مي دهند.

………………………………………………………………………………..

وسيله هاي آزمايش : چند مولد ٥١ ولتي – لامپ ٥١ولتي – آمپرسنج- کليد قطع و وصل .     يک پيل ٥١ ولتي و يک لامپ کوچک ٥١ ولتي و يک آمپرسنج را مطابق شکل (٣-١٤) به هم ببنديد .     کليد K را وصل کنيد و عددي را که آمپر سنج نشان مي دهد ، ياد داشت کنيد . سپس کليد را قطع کنيد و يک لامپ ٣ ولتي به جاي لامپ ٥١ ولتي در مدار قرار دهيد و آنگاه دوباره کليد را وصل کنيد . عددي را که اکنون آمپر سنج نشان مي دهد يادداشت کنيد .

شکل ٣-١٤

     اگر به تعداد کافي پيل و کليد در اختيار داريد دو آزمايش را همزمان انجام دهيد تا بتوانيد نور دو لامپ را با هم مقايسه کنيد . 

جواب: وقتي به جاي لامپ ۵۱ ولتي لامپ ۳ ولتي را كه مقاومت رشته آن بيشتر است قرار مي دهيم شدت جريان كاهش پيدا كرده و در نتيجه نور لامپ كم مي شود.

 قانون اهم

  بنا به قانون اهم نسبت اختلاف پتانسيل دو سر رسانا به شدت جرياني كه از آن مي گذرد مقدار ثابتي است كه به اين مقدار ثابت، مقاومت الكتريكي رسانا مي گوييم. يعني:

V = اختلاف پتانسيل . واحد آن در سيستم SI ولت است.I = شدت جريان . واحد شدت جريان در سيستم SI آمپر ناميده مي شودR = مقاومت الكتريكي . واحد آن در سيستم SI اهم است . يا ولت بر آمپر .

نكته : مقاومت الكتريكي يك رسانا به ولتاژ دو سر رسانا يا به شدت جريان عبوري از آن  بستگي ندارد . بلكه به نسبت VI بستگي دارد و  مشخصات ساختماني رسانا بستگي دارد .

 به دو سر يك لامپ اختلاف پتانسيل ۲۲۰V وصل شده است. اگر شدت جريان در لامپ برابر۰٫۵ Aباشد، مقاومت الكتريكي لامپ را تعيين كنيد.

جواب:

…………………………………………………………………………….

مزيت هاي انرژي الكتريكي كدامند؟

ج: ۱- انرژي الكتريكي سالم ترين نوع انرژي است و مصرف آن كمترين آسيب را به محيط زيست مي رساند

۲- در مقايسه با ساير انرژي ها با سهولت بيشتري قابل انتقال است.

۳- تبديل آن به ساير صورت هاي انرژي به راحتي انجام مي گيرد.

س: انرژي الكتريكي تبديل شده( يا مصرف شده) به چه عامل هايي بستگي دارد؟

ج: آزمايش نشان مي دهد كه انرژي الكتريكي مصرف شده( يا تبديل شده) در يك رسانا به علت عبور جريان الكتريكي از آن به عامل هاي زير بستگي دارد:

۱- مقاومت الكتريكي رسانا(R )، يعني هرچه مقاومت الكتريكي رسانا بيشتر باشد، انرژي الكتريكي  مصرف شده در آن نيز بيشتر مي شود.

۲- زمان عبور جريان الكتريكي( )، يعني هر چه زمان عبور جريان الكتريكي از رسانا بيشتر باشد، انرژي الكتريكي مصرف شده در آن بيشتر مي شود.

۳- مجذور شدت جريان الكتريكي ،يعني اگر شدت جريان عبوري از رسانا را افزايش دهيم، انرژي الكتريكي مصرف شده در آن نيز به نسبت توان دوم شدت جريان بيشتر مي شود.

فهرستي از وسيله هاي الكتريكي كه در منزل داريد مانند لامپ- اتو- پنكه- يخچال- تلويزيون و … در جدول زير ثبت كنيد و در هر مورد بنويسيد كه انرژي الكتريكي به چه نوع انرژي تبديل مي شود.

الكتريكي

نوراني

دروني

مكانيكي

صوتي

شيميايي

لامپ

الكتريكي

اتو

الكتريكي

پنكه

الكتريكي

يخچال

الكتريكي

تلويزيون

الكتريكي

باتري اتومبيل

الكتريكي

جواب:

الكتريكي

نوراني

دروني

مكانيكي

صوتي

شيميايي

لامپ

الكتريكي

اتو

الكتريكي

پنكه

الكتريكي

يخچال

الكتريكي

تلويزيون

الكتريكي

باتري اتومبيل

الكتريكي

آيا مي توانيد با توجه به آنچه كه در مورد مقاومت الكتريكي يك رسانا فرا گرفته ايد توضيح دهيد كه چگونه شارش بار الكتريكي در يم رسانا باعث افزايش دماي رسانا مي شود؟

پاسخ: در اثر حركت الكترونها در داخل جسم رسانا و برخورد آنها با اتم ها و مولكولهاي جسم، مقدار زيادي از انرژي جنبشي الكترونها به انرژي دروني جسم تبديل شده و دماي آن بالا مي رود.

انرژي گرمايي مصرفي W در مقاومت الكتريكي

انرژي الكتريكي هنگام شارش بار الكتريكي در هنگام عبور از يك مقاومت به انرژي گر مايي تبديل مي شود . انرژي كه يك رسانا مصرف مي‎كند به عواملي مانند مقاومت رسانا – شدت جريان عبوري از رسانا‎- زمان عبور جريان و ولتاژ اعمال شده بستگي دارد و  واحد آن در سيستم SI ژول مي‎باشد .

……………………………………………………………….

فرمولهاي انرژي گرمايي مصرفي

R: مقاومت رساناI: شدت جريان : زمانV: اختلاف پتانسيل

مقاومت قسمت گرماده يك اتو ۳۰  اهم است. وقتي آنرا به برق وصل مي كنيم شدت جريان ۶A از آن مي گذرد. انرژي الكتريكي مصرف شده در آن را وقتي كه به مدت نيم ساعت روشن است حساب كنيد:

جواب:

مقاومت قسمت گرماده يك بخاري برقي است و هنگامي كه روشن است شدت جريان ۴A از آن مي گذرد. براي اين كه مقدار ۱۰۰۰kj گرما توليد كند، چه مدت بايد روشن باشد؟

جواب:

                         =(۱۰۰۰*۱۰۰۰)(۵۰*۱۶)=۱۲۵۰ s

يك سماور برقي وقتي كه روشن است در مدت ۱۰ دقيقه مقدار ۴۸۰kj انرژي مصرف مي كند. اگر شدت جريان عبوري از آن۴A باشد، مقاومت قسمت گرماده سماور را حساب كنيد.

جواب:

……………………………………………….

توان الكتريكي

 انرژي الكتريكي را كه توسط يك دستگاه در يك ثانيه به مصرف مي رسد، توان الكتريكي آن دستگاه مي نامند و با نماد P نشان مي دهند.

س: توان مصرفي از چه رابطه اي محاسبه مي شود؟

نكته : اگر دو لامپ ۶۰ واتي و ۱۰۰ واتي را يك بار بطور متوالي و يك با بطور موازي به ولتاژ يكسان وصل نماييم ، در حالت موازي نور لامپ ۱۰۰ واتي بيشتر مي باشد . ولي در حالت متوالي نور لامپ ۶۰ واتي. زيرا در حالت متوالي چون جريانها يكسان است ، لامپ ۶۰ واتي ، ولتاژ بيشتري را از مولد دريافت مي دارد . بنابراين نورش بيشتر است .

P=VI

 مقاومت الكتريكي يك رسانا  است. اگر شدت جريان ۰٫۵A   از آن عبور كند، توان مصرفي رسانا چقدر خواهد بود؟

اختلاف پتانسيل ۲۲۰ ولت در دو سر يك لامپ برقرار است و شدت جريان ۰٫۲۵A از آن مي گذرد. توان لامپ را تعيين كنيد.

در دو سر يك رسانا با مقاومت الكتريكي اختلاف پتانسيل ۱۰۰V برقرار است، توان مصرفي رسانا را حساب كنيد.

         P=V2R=100220=500 W           

الف- با كار كردن مداوم يك باتري، از انرژي آن كاسته مي شود يا خير؟ آيا مي توان به طريقي انرژي از دست رفته را تأمين كرد؟

ب- در چه نوع باتري هايي( مولدها) اين عمل امكان پذير است؟

ج- درون باتري( مولد) چه اتفاقي رخ مي دهد كه بار الكتريكي ظاهر مي شود؟

جواب الف-با كار كردن مداوم يك باتري از انرژي آن كاسته مي شود. در برخي از باتري ها توسط شارژ كننده مي توان انرژي كاسته شده را دوباره به باتري برگرداند.

جواب ب- در باتري هاي سربي خودروها و نيز باتري هاي خشك از نوع (نيكل- كادميم) امكان شارژ مجدد وجود دارد.

جواب ج- هر باتري داراي دو قطب مثبت و منفي است. در اثر تغييرات شيميايي مواد داخل باتري، مقداري الكترون در قطب منفي و به همان اندازه يون مثبت در قطب مثبت باتري جمع مي شوند. هنگامي كه باتري در مدار قرار مي گيرد، اكترون هاي قطب منفي از طريق مدار به طرف يونهاي مثبت قطب مثبت به حركت در مي آيند.

…………………………………………………..

براي محاسبه توان، كدام يك از رابطه هاي P=RI2  يا P=VI را بكار مي بريم؟

آيا مي توانيد رابطه ديگري براي توان الكتريكي بنويسيد؟

جواب: با توجه به داده هاي مسئله مي توان هر دو رابطه را بكار برد. اگر طرف دوم رابطه P=RI2  را در كسر ضرب كنيم خواهيم داشت:

از برابري R2I2=V2 نتيجه مي شود:

بهاي انرژي الكتريكي مصرفي:

بهاي انرژي الكتريكي مصرفي را كه بايد براي مصرف انرژي الكتريكي بپردازيم از حاصلضرب توان مصرفي در مدت زمان استفاده شده از دستگاه بستگي دارد.

W=P

اگر توان مصرفي بر حسب وات باشد انرژي مصرفي بر حسب وات ثانيه خواهد بود.اگر توان مصرفي بر حسب كيلووات باشد انرژي مصرفي بر حسب كيلووات ساعت خواهد بود. (kwh)كه معمولاً از حالت دوم استفاده مي‎شود.

(قيمت هر كيلو وات ساعت) * 

۳۰ *

زمان *

 توان

 = بهاي انرژي الكتريكي مصرفي ماهيانه

(بر حسب ريال)

 (تعداد روز)

(بر حسب ساعت)

(برحسب وات)

بر حسب ريال

مسئله: يك باتري ۱۲ ولتي جرياني حدود ۲۱۰ آمپر از آن مي‎گذرد. در هر ۱۰ ثانيه چه مقدار انرژي مصرف مي شود ؟

W=VI W=10*210*12 =25200 Jol

مسئله: يك سماور برقي داراي توان مصرفي ۲ كيلووات مي‎باشد اگر به ولتاژ ۲۲۰ ولت وصل شود چه جرياني از آن مي‏گذرد.

P=VI1000*2=220 I == I =10011A

مسئله : اگر يك لامپ ۱۰۰ واتي در يك شبانه ‎روز ۸ ساعت روشن باشد بهاي برق مصرفي ماهيانه چقدر مي‎شود (بهاي هر كيلو وات ساعت ۱۰۰ ريال فرض كنيد)توجه وات را به كيلو وات تبديل مي‎كنيم :

( قيمت به ريال)*

(۳۰ )

*  p

= بهاي برق مصرفي ماهيانه

ريال ۲۴۰۰ = ۱۰۰*

* (۱۰۰۰۱۰۰)

* ۸

 = بهاي برق

Eتذكر: در مراكز مسكوني يا صنعتي كه مصرف انرژي الكتريكي زياد است، براي محاسبه هزينه لازم، زمان مصرف را بر حسب ساعت( h ) و توان مصرفي را بر حسب كيلو وات( kw ) در نظر مي گيرند. در اين صورت با توجه به رابطه W=P ، انرژي مصرفي بر حسب كيلو وات ساعت ( kwh ) بوده و شمارنده ها( كنتورها) انرژي الكتريكي را بر حسب كيلووات ساعت مشخص مي كنند كه برابر است با:

يك كتري الكتريكي با توان ۲kw كه با ولتاژ ۲۲۰v كار مي كند، اگر از آب سرد پر شود ۱۲ دقيقه طول مي كشد تا به جوش آيد.

الف) مقاومت الكتريكي قسمت گرماده آن چند اهم است؟

ب) اگر كتري به طور متوسط روزي سه بار براي جوش آوردن آب سرد بكار رود، قيمت مصرف متوسط برق ماهيانه آن از قرار هر كيلووات ساعت ۴۰ ريال چقدر خواهد شد؟

جواب الف)

ب)

مصرف انرژي براي يك بار جوشيدن آب برابر است با:

و براي سه بار جوشيدن:

و براي يك ماه برابر خواهد شد با:

با در نظر گرفتن مبلغ ۴۰ ريال براي هر كيلووات ساعت نتيجه مي شود:

…………………………………………………………………..

با ر الكتريكي:

اندازه بار الكتريكي يك جسم برابر است با مضرب درستي از پايه آن :

اندازه با ر الكتريكي  يك جسم  =  تعداد بار ها  *  بار پايه

    q =      *   e 

نكته : (تعداد بار الكتريكي ) همواره مضرب درستي است از اعداد صحيح مي با شد .يعني =۱,۲,۳,۴,… ( عدد اعشاري يا كسري نمي تواند باشد )

e=(1.6*10-19)

روشهاي انتقال بار الكتريكي از يك جسم به جسم ديگر:

۱٫ ما لش

۲٫تماس

۳٫القا الكتريكي

قانون پايستگي بار الكتريكي :              

بار الكتريكي نه بوجود مي آيد و نه از بين مي رود ، بلكه از يك جسم به جسم ديگر منتقل مي شود .

یک مدار الکتریکی ساده چگونه است؟

براي آنکه جريان الکتريکي برقرار بماند، بار به يک مسير بسته نياز دارد تا در آن شارش کند. مسيري که بارها در آن حرکت مي کنند مدار الکتريکي ناميده مي شود. يک مدار الکتريکي ساده چگونه است؟ يک مدار الکتريکي ساده از دو قسمت تشکيل مي شود. اول مولد يا توليد کننده جريان الکتريکي، دوم مصرف کننده الکتريسيته و اين دو قسمت با سيم هايي با مقاومت ناچيز به هم وصل مي شوند براي اندازه گيري شدت جريان واختلاف پتانسيل در مدار، آمپرسنج و ولت سنج نيز به آن اضافه مي شود. چگونه مي توان جريان الکتريکي به وجود آورد؟ براي به حرکت در آوردن بارهاي الکتريکي بين دو نقطه بايد به وسيله اي بين آن دو نقطه اختلاف پتانسيل ايجاد نمود. باتري، دينامو، ژنراتور، پيل خورشيدي و واندوگراف از وسيله هاي رايجي هستند که مي توانند بين دو نقطه اختلاف پتانسيل ايجاد کنند. جهت جريان در مدار الکتريکي چگونه است؟ در يک مدار الکتريکي جهت واقعي جريان از قطب منفي باتري بطرف قطب مثبت آنست. اما به دليل تاريخي جهت جريان را بطور قراردادي از قطب مثبت بطرف قطب منفي باتري در نظر مي گيرند. تعريف شدت جريان الکتريکي؟ آهنگ شارش بار الکتريکي( يعني بار شارش شده در يک ثانيه) را شدت جريان الکتريکي مي نامند.. شدت جريان را با نماد I نشان مي دهند و يکاي آن آمپر( A) است. شدت جريان الکتريکي از چه رابطه اي به دست مي آيد؟ آهنگ شارش بار الکتريکي برابر است با نسبت بار الکتريکي شمارش شده از هرمقطع مدار( q) به زمان شارش بار ( ) يعني: q = با ر الکتريکي . واحد آن در سيستم SI کولن C است. = زمان . واحد آن در سيستم SI ثانيه S است I= جريان . واحد شدت جريان در سيستم SI آمپر ناميده مي شود. وسيله اندازه گيري شدت جريان چيست و چگونه در مدار قرار مي گيرد؟ وسيله اندازه گيري شدت جريان در مدار آمپرسنج است. به اين منظور آنرا به صورت متوالي در مدار قرار مي دهند. براي اينکه جريان الکتريکي به راحتي از آمپرسنج عبور نمايد، مقاومت داخلي آنرا بسيار کم مي سازند. در يک مدار الکتريکي در مدت ۲ دقيقه از مقطعي از مدار مقدار ۲۴۰ کولن الکتريسيته شارش مي شود. آهنگ شارش بار الکتريکي يا شدت جريان در مقطع فوق را تعيين کنيد.آموزش تعميرات بردهاي الکترونيکي براي صرفه جويي در مصرف انرژي الکتريکي چه بايد کرد؟ ج: به طور کلي بايد در مصرف کليه وسايلي که با انرژي الکتريکي کار مي کنند، مثل تلويزيون، لامپ روشنايي، اتو، يخچال، لباسشويي و غيره استفاده بهينه کرد. يعني ازمصرف غير ضروري آنها خودداري نمود. به خصوص هنگام اوايل شب که مصرف برق زياد است، نبايد از وسايل پر مصرفي چون اتو و لباسشويي و کولر استفاده کرد. و همچنين مي توان براي روشنايي، لامپ هاي مخصوص کم مصرف گازي يا مهتابي را به کار برد.