هناك العديد من الكميات الكهربائية التي يمكن قياسها، ومنها قياس كهرباء المحرك، والتي حددت لها أنظمة الوحدات الدولية وحدة قياس، وفي هذا الموضوع سنتعرف على وحدة قياس كهرباء المحرك.
وسنتعرف أيضًا على الوحدات الأخرى لقياس كميات الكهرباء وأنظمة القياس العالمية وأدوات قياس الكهرباء.
الوحدات الأساسية لقياس الكهرباء.
هناك العديد من الكميات الكهربائية التي يمكن قياسها باستخدام الوحدات المختلفة التي تم تحديدها، ومن أهمها ما يلي
-
وحدة قياس الشحنات الكهربائية.
تحتوي الذرة على نوعين من الجسيمات الأولية التي تحمل شحنة كهربائية، تعرف باللغة الإنجليزية بالشحنة الكهربائية. الإلكترون له شحنة سالبة والبروتون له شحنة موجبة ولكل منهما نفس الشحنة.
مقياس الشحنة الكهربائية هو الكولوم، والمعروف باللغة الإنجليزية باسم كولوم، وفقاً للنظام الدولي للوحدات (SI).
يمتلك الكولوم شحنة كبيرة جدًا مقارنة بشحنة الإلكترون أو البروتون، حيث أن إلكترونًا واحدًا فقط يحمل شحنة كهربائية تقدر بـ -1.6 × 10 -19 كولوم.
وهي تساوي شحنة البروتون والبروتون له شحنة موجبة، مما يعني أن الكولوم الواحد = 6.24 × 10 18 إلكترونًا.
-
وحدة قياس الطاقة الكهربائية.
يتم قياس قدرة الكهرباء، والمعروفة باللغة الإنجليزية باسم Electrical Power، بوحدة الواط، والمعروفة باللغة الإنجليزية باسم Watt، وذلك وفقًا للنظام المتري للوحدات. والذي سمي على اسم المهندس جيمس وات، وهو مواطن اسكتلندي.
تعبر القدرة الكهربائية عن معدل استهلاك أو نقل كمية من الطاقة لكل وحدة زمنية، مما يعني أن الوات الواحد يعادل 1 جول/ثانية، وعادة ما يشير البعض إلى قدرة التوليد الكهربائي في محطات التوليد بمضاعفة القيمة المتعلقة . إلى الواط، مثل الميغاواط (MW) والجيغاواط (GW).
-
وحدة قياس الطاقة الكهربائية.
مفهوم الطاقة بشكل عام هو القدرة على القيام بعمل محدد. الطاقة الكهربائية هي الطاقة المخزنة في جسيم الذرة المشحون داخل مجال الكهرباء. وحدة قياس الطاقة الكهربائية هي الجول. المعروفة باللغة الإنجليزية باسم جول.
إلا أن هذه الوحدة لم تستخدم في التطبيقات العملية، بل يتم استخدام وحدة كيلووات/ساعة كاختصار KWh، وهي تعبر عن عدد كيلووات من القدرة الكهربائية المستهلكة في ساعة واحدة من الزمن، وهذا يعني أن كيلووات-1 الساعة تستهلك ثلاثة ملايين وستمائة ألف جول.
-
وحدة قياس الجهد
الجهد الكهربائي هو فرق الجهد بين الجسم المشحون إيجابيًا والجسم المشحون سالبًا، مثل أقطاب البطارية. وهذا يعني أن وحدة قياس كهرباء المحرك هي الجهد، وتعرف باللغة الإنجليزية بالفولت، ويختصر V. .
تمثل هذه الوحدة قيمة الشغل الذي تبذله كل وحدة مشحونة لتحريك الإلكترونات بين القطبين السالب والموجب للجسم، مما يعني أن الفولت الواحد يساوي 1 جول/كولوم.
-
وحدة قياس التيار الكهربائي.
التيار الكهربائي هو كمية الإلكترونات التي تتدفق عبر نقاط ثابتة في الموصل خلال ثانية واحدة، ويشير مرور التيارات الكهربائية إلى وجود فرق جهد بين نقطتي الموصل.
وحدة قياس التيار الكهربائي هي الأمبير – والمعروفة باللغة الإنجليزية باسم Ampere -، ويعني أن الأمبير الواحد يمثل مرور 6.25×1018 إلكترونًا في الثانية.
-
وحدة قياس المقاومة الكهربائية.
أثناء تحركه عبر موصل كهربائي، مثل السلك، يواجه الإلكترون بعض الصعوبات المتمثلة في المقاومة الكهربائية. يمثل عائقاً أمام منع الجهد الكهربائي، كونه القوة الدافعة المرتبطة بالتيار الكهربائي.
وحدة قياس المقاومة الكهربائية هي الأوم – والمعروفة باللغة الإنجليزية باسم أوم – ورمزها Ω، مما يعني أن الأوم الواحد يعادل 1 فولت/أمبير.
ومن الجدير بالذكر أن المقاومة الكهربائية تتأثر بنوع المادة المصنوع منها الكابل الكهربائي، كما تتأثر بطوله ومساحة مقطعه.
وحدات أخرى لقياس الكهرباء.
هناك العديد من خصائص الكهرباء على المستوى الفيزيائي التي يمكن دراستها وقياسها. كميات الكهرباء كالتالي
- الكمية الكهربائية التي تمثلها السعة الكهربائية “C”، بوحدة الفاراد، والمعروفة بالرمز F.
- الكمية الكهربائية التي يمثلها التردد “F”، في وحدة القياس الهرتز، والمعروفة بالرمز HZ.
- الكمية الكهربائية التي يمثلها الحث الكهربائي “L”، في وحدة القياس هنري، والمعروفة بالرمز H.
- الكمية الكهربائية التي يمثلها التدفق المغناطيسي “Φm”، في وحدة قياس فيبر، والمعروفة بالرمز WB.
- المقدار الكهربائي الذي تمثله المقاومة النوعية “p” بالأوم، والمعروفة بالرمز Ω.m.
أنظمة القياس الدولية
هناك نظامان عالميان للوحدات، وهذه الأنظمة هي
النظام الدولي للوحدات
تم استخدام النظام الدولي للوحدات – المعروف باللغة الإنجليزية بالنظام الدولي للوحدات، والذي يرمز له بالرمز SI – في التطبيقات العلمية المختلفة، وهو مشتق من الأنظمة المترية المعتمدة على الوحدات الرئيسية المعروفة بالمتر والكيلوجرام والنظام الثاني. في اختصار MKS.
وهو بديل لنظام الوحدات البريطاني ونظام السنتيمتر والجرام والثواني القديم. يشتمل النظام الدولي للوحدات على 7 وحدات رئيسية ووحدتين إضافيتين، تشتق منها جميع الوحدات الأخرى لهذا النظام. الوحدات الأساسية
- الوحدة المادية الأساسية للطول هي المتر.
- الوحدة الفيزيائية الأساسية للكتلة هي الكيلوجرام.
- وحدة الكمية المادية الأساسية للزمن هي الثانية.
- الوحدة الفيزيائية الأساسية للتيار الكهربائي هي الأمبير.
- وحدة الكمية الفيزيائية الأساسية لدرجة الحرارة الديناميكية هي الكلفن.
- وحدة الكمية الفيزيائية الأساسية لشدة الإضاءة هي الشمعة.
- الوحدة الفيزيائية الأساسية لكمية المادة هي المول.
نظام الوحدات البريطاني
ويعرف بالنظام الإمبراطوري البريطاني، ويعرف باللغة الإنجليزية بالنظام الإمبراطوري البريطاني، وهو نظام الوحدات المتبع في الإمبراطورية البريطانية العظمى منذ عام 1824م
حتى أنه اعتمد على نظام المتر الجديد عام 1965م، وهو النظام الذي يعتمد على وحدتي القدم والبرد كوحدات القياس الأساسية.
أدوات القياس الكهربائية.
يمتلك الفني والعامل في المجال الكهربائي بعض الأجهزة والأدوات التي تتيح له القياس والتي تعرف بأدوات القياس الكهربائية، حيث أنها تعمل على كشف حالة وكفاءة وخصائص التوصيلات الكهربائية.
تعمل هذه الأجهزة وفق مبدأ استخدام الحركات الميكانيكية الناتجة عن الطاقة الكهرومغناطيسية، والتي بدورها تحرك المؤشر المسؤول عن إعطاء مؤشرات مختلفة لكمية الكهرباء المراد قياسها. وأهم هذه الأدوات ما يلي
-
مقياس التيار الكهربائي
الأميتر هو أداة لقياس شدة التيار الكهربائي الذي يمر عبر دائرة كهربائية، ويحتاج إلى طاقة كهربائية للمرور من خلالها حتى يبدأ قياس التيار الكهربائي ويعطي نتائج جيدة.
-
الفولتميتر
هي أداة لقياس فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين في دائرة كهربائية ويتم توصيلها على التوازي مع أجزاء من الدائرة لقياس فرق الجهد الكهربائي عبرها.
-
مقياس المقاومة
هي الأداة المستخدمة لقياس المقاومة الكهربائية في الدائرة الكهربائية، والتي يمكن توصيلها على التوالي، ولكن يجب أن تعلم أن ذلك سوف يقلل من التيار الكهربائي مع زيادة المقاومة.
كما يمكن توصيله على التوازي، لكن يجب أن تعلم أن ذلك سيزيد التيار الكهربائي مع زيادة المقاومة.
وفي نهاية الموضوع بعد أن تعرفنا على الوحدات الأساسية لقياس الكهرباء ومنها وحدة قياس الشحنة الكهربائية ووحدة قياس الطاقة الكهربائية ووحدة قياس الطاقة الكهربائية ووحدة قياس كهرباء المحرك ووحدة لقياس التيار الكهربائي.
وحدة قياس المقاومة الكهربائية ووحدات قياس الكهرباء الأخرى وأنظمة القياس العالمية والأدوات الشهيرة لقياس الكهرباء ما عليك سوى مشاركة هذا الموضوع على جميع شبكات التواصل الاجتماعي.
