مفهوم وحدة قياس الكهرباء المحركة

هناك العديد من الكميات الكهربائية التي يمكن قياسها، بما في ذلك قياس الكهرباء المحركة، التي تم تحديد وحدة قياسها بواسطة الأنظمة العالمية للوحدات. في هذا الموضوع، سنتعرف على وحدة قياس الكهرباء المحركة.

سنتعرف أيضا على وحدات قياس كميات الكهرباء الأخرى، وعلى الأنظمة القياسية العالمية، وأدوات قياس الكهرباء.

وحدات قياس الكهرباء الأساسية

هناك العديد من الكميات الكهربائية التي يمكن قياسها باستخدام وحدات مختلفة، ومن أهمها ما يلي:

شاهد أيضًا: كيف تم اكتشاف الكهرباء بالعالم

• وحدة قياس الشحنات الكهربائية

الذرة تحتوي على نوعين من الجسيمات الأولية التي تحمل الشحنة الكهربائية المعروفة باللغة الإنجليزية باسم الشحنة الكهربائية؛ الإلكترون بشحنة سالبة والبروتون بشحنة موجبة، وتكون شحنتهما متساوية.

وحدة قياس الشحنات الكهربائية هي الكولوم، المعروفة بالإنجليزية باسم Coulomb، وفقا لنظام الوحدات الدولي (SI).

يكون الكولوم وحدة الشحنة الكهربائية الكبيرة جدا مقارنة بشحنة الإلكترون أو البروتون، حيث يحمل إلكترون واحد فقط شحنة كهربائية تقدر بـ -1.6 × 10 -19 كولوم.

وهي تساوي شحنة البروتون، كما أن البروتون مشحون إيجابيا، مما يعني أن الكولوم الواحد = 6.24 × 10 18 إلكترون.

• وحدة قياس القدرة الكهربائية

تقاس الطاقة الكهربائية المعروفة بالإنجليزية باسم القوة الكهربائية باستخدام وحدة الواط المعروفة بالإنجليزية باسم واط، وفقا لنظام الوحدات المتري؛ والذي يسمى نسبة للمهندس جيمس واط السكوتلندي.

تعبر الكهرباء عن قدرة الاستهلاك أو نقل كمية من الطاقة في وحدة زمنية. وبالتالي، يعادل واط واحد 1 جولة في الثانية. وعادة، يشير البعض إلى سعة التوليد الكهربائي في محطات التوليد بوحدات القياس مثل الميجاواط (MW) والجيجاواط (GW) لتعزيز القيمة المتعلقة بالواط.

• وحدة قياس الطاقة الكهربائية

في المجمل، الطاقة هي القدرة على أداء عمل محدد، وبالنسبة للكهرباء، هي الطاقة المخزنة في ذرة مشحونة ضمن مجال كهربائي، ووحدة قياس الطاقة الكهربائية هي الجول المعروف بالإنجليزية باسم Joule.

ومع ذلك، لم يتم استخدام هذه الوحدة في التطبيقات العملية، بدلا من ذلك يتم استخدام وحدة الكيلو واط ساعة (KWh)، وهي تعبر عن كمية الكهرباء التي يتم استهلاكها بقدرة كيلوواط واحدة خلال ساعة واحدة، وبذلك، فإن كيلوواط ساعة واحدة تستهلك ثلاثة ملايين وستمائة ألف جولة.

• وحدة قياس الجهد الكهربائي

الجهد الكهربائي هو الفرق الكهربائي بين جسم مشحون إيجابيا وآخر مشحون سالبا، مثل أقطاب البطاريات، ويعني ذلك أن وحدة قياس الجهد الكهربائي هي الفولت، المعروف بالإنجليزية باسم “Volt” واختصاره V.

تمثل هذه الوحدة القيمة الخاصة بالشغل المبذول لتحريك الإلكترونات بين القطبين السالب والموجب في الجسم، وبالتالي، الفولت الواحد يعادل 1 جولة كولوم.

• وحدة قياس التيار الكهربائي

تيار الكهرباء هو الكمية المتدفقة من الإلكترونات عبر موصل في نقطة ثابتة خلال ثانية واحدة، وتشير تدفقات التيار الكهربائي إلى وجود فرق الجهد بين نقطتي الموصل.

وحدة قياس التيار الكهربائي تسمى الأمبير، وتعبر باللغة الإنجليزية عن Ampere، وتعني أن الأمبير الواحد يمثل مرور 6.25× 10 18 إلكترون في الثانية الواحدة.

• وحدة قياس المقاومة الكهربائية

يواجه الإلكترون في مروره عبر الأجسام الموصلة مثل الأسلاك بعض الصعوبات، وتتمثل هذه الصعوبات في المقاومة الكهربائية التي تعتبر عائقا يحول دون تدفق التيار الكهربائي بشكل كامل.

وحدة قياس المقاومة الكهربائية هي الأوم، والمعروفة بالإنجليزية باسم `Ohm`، والرمز الخاص بها هو Ω، وهذا يعني أن الأوم الواحد يعادل 1 فولت/أمبير.

ويجدر بالذكر أن مقاومة التيار الكهربائي تتأثر بخواص المواد المستخدمة في صنع الأسلاك الكهربائية، فضلا عن طولها والمساحة العرضية لقطعها.

وحدات قياس أخرى للكهرباء

تتعدد خصائص الكهرباء على المستوى الفيزيائي، ويمكن دراستها وقياسها، وتتمثل كميات الكهرباء في العناصر التالية:

• الكمية الكهربائية المتمثلة في قيمة المواسعة الكهربائية “C”، بوحدة القياس فاراد، والمعروفة بالرمز F.
• الكمية الكهربائية المتمثلة في التردد `F`، بوحدة القياس هيرتز، والمعروفة بالرمز HZ.
• الكمية الكهربائية الممثلة بالتحويل الكهربائي “L”، بوحدة القياس هنري والمعروفة بالرمز H.
• الكمية الكهربائية الممثلة بالتدفق المغناطيسي (Φm) وحدتها الويبر، والتي تعرف أيضا بالاختصار WB.
• الكمية الكهربائية المعروفة بالمقاومة النوعية `بيتا`، بوحدة قياس أوم.متر، والتي ترمز لها بالرمز أوميجا متر.

انظمة القياس العالمية

يوجد نظامين عالميين للوحدات، وهذه الانظمة هي:

النظام العالمي للوحدات

تم استخدام النظام العالمي للوحدات، المعروف بالإنجليزية باسم International System Of Units ويرمز له بالرمز SI، في التطبيق العلمي المتعدد. يشتق هذا النظام من النظم المترية التي تعتمد على الوحدات الأساسية المعروفة بنظام المتر، الكيلوجرام، والثانية، ويختصر بالاختصار MKS.

وهو بديل لأنظمة الوحدات البريطانية والنظام السنتيمتري والجرام والثانية التقليدية، ويتضمن النظام الدولي للوحدات 7 وحدات رئيسية و 2 وحدة إضافية، وتشتق جميع الوحدات الأخرى في هذا النظام منهم، وفيما يلي الوحدات الأساسية:

• تعد وحدة الطول هي المتر هي الكمية الفيزيائية الأساسية.
• الكيلوجرام هو وحدة الكتلة كونها الكمية الفيزيائية الأساسية.
• الثانية هي وحدة الكمية الفيزيائية الأساسية التي تقاس بالزمن.
• الأمبير هو وحدة الكمية الفيزيائية الأساسية التي تعبر عن التيار الكهربائي.
• تعتبر درجة الحرارة الديناميكية وحدة قياس أساسية للكمية الفيزيائية وتعرف بالكلفن.
• تعد وحدة الكمية الفيزيائية الأساسية المتمثلة في شدة الإضاءة هي الشمعة.
• المول هو وحدة الكمية الفيزيائية الأساسية التي تعبر عن كمية المادة.

شاهد أيضًا: كيفية معرفة عدادات الكهرباء المسجله باسمي؟

النظام البريطاني للوحدات

وهو النظام المعروف بالإمبراطورية البريطانية، ويعرف باللغة الإنجليزية بـ النظام الإمبراطوري البريطاني، وهو النظام المتبع لوحدات القياس في الدولة العظمى البريطانية منذ عام 1824 ميلادية.

حتى بعد اعتمادها نظام المتر الجديد في عام 1965 ميلادية، وهو النظام الذي يستند إلى وحدات القدم والباردة كوحدات قياسها الأساسية.

أدوات القياس الكهربائية

الفنيون والعاملون في مجالات الكهرباء يعتمدون على بعض الأجهزة والأدوات التي تسمح لهم بقياس الكهرباء، والمعروفة أيضا بأدوات قياس الكهرباء، حيث تقوم هذه الأدوات بكشف حالة التوصيلات الكهربائية وكفاءتها وخصائصها.

تعمل هذه الأجهزة بناء على استخدام طاقة الكهرومغناطيس التي تنتجها الحركات الميكانيكية، وتقوم هذه الحركات بتحريك المؤشر المسؤول عن إعطاء معان مختلفة لكمية الكهرباء التي يتم قياسها، ومن بين هذه الأدوات الهامة ما يلي:

• الأميتر

الأميتر هو جهاز يستخدم لقياس شدة تيار الكهرباء في الدائرة الكهربائية، ويحتاج إلى مرور الطاقة الكهربائية به ليبدأ في قياس التيار الكهربائي وتقديم نتائج دقيقة.

• الفولتميتر

إنه أداة لقياس فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين على الدائرة الكهربائية، وتتصل بشكل متوازي بأجزاء الدائرة لقياس الفرق الخاص بجهد الكهرباء عليها.

• الأوميتر

هو الجهاز المستخدم لقياس مقاومة التيار الكهربائي في الدائرة الكهربائية، ويمكن توصيله بترتيب متسلسل، ولكن يجب ملاحظة أن ذلك سيقلل من تدفق التيار الكهربائي كلما زادت المقاومة.

يمكن أيضا توصيله بشكل مواز، ولكن يجب أن نعلم أن ذلك سيؤدي إلى زيادة تيار الكهرباء بنسبة متزايدة مع زيادة المقاومة.

شاهد أيضًا: الموقع الرسمي لشركة الكهرباء مصر

في النهاية، بعد أن تمت معرفة الوحدات الأساسية لقياس الكهرباء، مثل وحدة قياس الشحنة الكهربائية ووحدة قياس القدرة الكهربائية ووحدة قياس الطاقة الكهربائية ووحدة قياس الكهرباء المحركة ووحدة قياس التيار الكهربائي.

تعرفنا أيضا على وحدة قياس المقاومة الكهربائية ووحدات القياس الأخرى للكهرباء، والأنظمة القياس العالمية، والأدوات المشهورة لقياس الكهرباء، فمن الأفضل مشاركة هذا الموضوع عبر وسائل التواصل الاجتماعي.