القوة والتيار والجهد

يستخدم فيليب فرن مايكروويف لتسخين ماء الشاي. يستغرق وصول الماء لنقطة الغليان حوالي دقيقتين. جيني أيضا لديها فرن مايكروويف، لكنه يستغرق دقيقة وعشرين ثانية فقط لتسخين نفس الكمية من الماء. كيف يمكن لفرنها تسخين الماء في وقت أقل؟ هذا لأن فرن جيني لديه قوة كهربائية أعلى من فرن فيليب. القوة الكهربائية هي مقياس لمدى سرعة استهلاك الجهاز الكهربائي للكهرباء. تُقاس القوة الكهربائية بوحدة تسمى "الوات"، والتي نكتبها كحرف "W" كبير. فرن جيني له قوة 1200 وات، بينما قوة فرنِ فيليب 800 وات فقط. كلما زادت القوة، كلما تمكننا من تسخين الأشياء في الفرن في وقت أقل. ما هي العوامل التي تؤثر على القوة الكهربائية الناتجة؟ إذا كان الجهاز يعبره تيار كهربائي، فهذا يعني أن الإلكترونات تعبر خلاله. إذا زاد عدد الإلكترونات التي تعبر الجهاز كل ثانية، نقول أن به تيارا مرتفعا. تيار أعلى يؤدي لقوة أعلى. يمكن أن تزيدَ أو تنقصَ رغبةُ الإلكترونات في الاندفاع عبر الجهاز. هذا هو الجهد الكهربائي. الجهد الأعلى يعني أن كل إلكترون ينجذب بشكل أقوى، وهذا أيضا... ينتج عنه قوة كهربائية أعلى. تعتمد القوة على كل من التيار والجهد. تُحسب القوة - أي عدد الوات - بضرب التيار - بوحدة الأمبير - في الجهد - بوحدة الفولت. لننظر إلى بعض الأمثلة! هذا مصباح يدوي، ببطارية جهدها 1,5 فولت. قوة المصباح 3 وات. هل يمكننا حساب التيار الذي يعبر خلاله؟ القوة - 3 وات - هي... الجهد - 1,5 فولت، ضرب التيار، إذا هذا يساوي... 2 أمبير. 1,5 فولت ضرب 2 أمبير يساوي 3 وات. هذا مصباح يدوي أكبر، به بطاريات أكثر، بجهد إجمالي يساوي 6 فولت، وقوته الناتجة 9 وات، أي، أقوى بثلاثة مرات من المصباح الصغير. ما هو التيار؟ ما الذي علينا ضرب 6 فولت به، لنحصل على الناتج؟ 9 وات من القوة؟ صحيح، واحد فاصل خمسة. يعبرُ المصباحَ الأكبرَ تيارُ: 1,5 أمبير. المصباح الأقوى إضاءةً بقوة 9 وات، به تيار أقل - أي أن عدد إلكترونات أقل يعبره كل ثانية. لكن جهده أعلى، لذا فكل إلكترون لديه قوة اندفاع أعلى عبره، وهو ما يزيد القوة في هذا المصباح، بالرغم من أن التيار أقل. القوة الكهربائية تساوي التيار ضرب الجهد. كلما زادت قوة الجهاز، كلما كان استهلاكه للطاقة الكهربائية أسرع، وهذا يعني أن ماء الشاي يسخن خلال وقت أقل.