آموزش الکترونیک

قانون وات چیست؟ فرمول، مثال ها و مثلث قانون وات

قانون وات رابطه بین توان، آمپر و افت ولتاژ در مدار الکتریکی را تعریف می کند. قانون وات همچنین بیان می کند که توان یک مدار الکتریکی حاصل ضرب ولتاژ و جریان آن است.

فرمول قانون وات

فرمول قانون وات را می توان به صورت زیر نوشت. این فرمول روابط بین توان (وات)، جریان (آمپر) و ولتاژ (ولت) را نشان می دهد.

توان = ولتاژ * جریان

جریان = ولتاژ / توان

ولتاژ = جریان / توان

مثال های قانون وات

در ادامه به چند مثال برای درک بهتر قانون وات خواهیم پرداخت.

قانون وات : مثال 1

فرض کنید می خواهید بفهمید چند دستگاه روشنایی 500 واتی را می ‌توانید بدون فیوز به مدار وصل کنید.

ابتدا، می‌ خواهید بدانید که چه مقدار جریان می ‌تواند از مدار خارج شود. اکثر خانه ها دارای مدار های 15 آمپر و اکثر مدار ها دارای کلید قطع کننده 20 آمپر هستند. بنابراین، کل توان چقدر خواهد بود؟

می دانیم که وات = ولت x آمپر. در اینجا مقادیر ولتاژ و جریان 110 ولت و 20 آمپر داده شده است. اکنون، وات محاسبه شده 2200 وات خواهد بود. بنابراین هر چیزی که به مدار خود وصل می کنیم باید کمتر از 2200 وات باشد، زیرا این حداکثر توان موجود در این مدار است. می توانید با خیال راحت چهار چراغ 500 واتی را به مدار (یا دو چراغ 1000 واتی) وصل کنید.

قانون وات مثال 2

اگر ولتاژ لامپ 120 ولت و توان 60 وات باشد، جریان چقدر است؟

در اینجا ولتاژ و توان یک لامپ به ترتیب 120 ولت و 60 وات است. ما قبلاً جریان = توان / ولتاژ را می دانیم. بنابراین، با جایگزین کردن مقادیر، مقدار جریان 0.5 آمپر بدست می آید.

قانون وات مثال 3

لامپ 100 وات خانه خود را در نظر بگیرید. می دانیم که ولتاژ اعمال شده به لامپ معمولاً 110 ولت یا 220 ولت است تا جریان مصرفی به صورت زیر قابل اندازه گیری باشد.

 I = P/V = 100W / 110V = 0.91A یا I = P/V = 100W / 220V = 0.45A

اما می توانید ببینید که استفاده از یک لامپ 60 واتی راحت تر است. ارائه ‌دهنده برق شما معمولاً برای استفاده بر حسب کیلو وات ساعت (kWh) به شما صورت‌ حساب می ‌دهد. یک کیلووات ساعت مقدار انرژی مورد نیاز برای انجام 1000 وات انرژی در یک ساعت است.

ارتباط قانون اهم و قانون وات

قانون وات رابطه بین توان، ولتاژ و جریان را بیان می کند.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

توان: توان میزان مصرف انرژی است. واحد اندازه گیری توان الکتریکی وات نام دارد که به نام جیمز وات نامگذاری شده است. هر گاه از یک ولت برای حرکت آمپر در مدار استفاده شود، کار انجام شده برابر با یک وات توان است.

P = V * I

هنگامی که الکترون ها از یک مقاومت در مدار الکتریکی عبور می کنند، الکترون ها با یکدیگر و اتم هایی که مقاومت را تشکیل می دهند، برخورد می کنند. این برخورد ها باعث تولید گرما و از دست دادن انرژی می شود. با جایگذاری ولتاژ از فرمول قانون اهم در قانون وات داریم :

ارتباط قانون اهم و قانون وات

جریان: حرکت الکترون ها یا سایر ذرات از یک رسانا به عنوان جریان شناخته می شود. واحد مورد استفاده برای محاسبه پارامتر جریان آمپر است. نماد مورد استفاده برای نشان دادن تقویت کننده حرف “A” است. بسته به موقعیت از موارد بالا و پایین استفاده می شود. نماد مورد استفاده برای نشان دادن پارامتر جریان حرف “I” است.

ولتاژ: فشار الکتریکی که باعث می شود الکترون ها یا ذرات دیگر در مدار حرکت کنند، ولتاژ نامیده می شود. واحد مورد استفاده برای محاسبه پارامتر ولتاژ ولت است. نماد مورد استفاده برای نشان دادن ولت حرف “V” است. هر دو حروف بزرگ و کوچک بسته به موقعیت استفاده می شود.

مقاومت: اندازه گیری پایداری در مقابل جریان در مدار الکتریکی است. مقاومت با اهم اندازه گیری می شود که نماد آن با حرف یونانی امگا است. مقاومت همچنین خوب است زیرا راهی برای محافظت از خود در برابر انرژی مضر الکتریسیته به ما می دهد.

قانون اهم رابطه بین ولتاژ، جریان و مقاومت می باشد.

قانون اهم را می توان به صورت زیر نوشت:

چارت دایره ای قانون اهم
چارت دایره ای قانون اهم

مثلث قانون وات

از آنجایی که هر دو قانون از مقادیر الکتریکی یکسانی استفاده می کنند، می توان آن ها را با هم ترکیب کرد تا معادلات مفیدی به دست آید. ترکیبی از این دو معادله به ما کمک می کند تا کمیت های مختلف را پیدا کنیم.

سه فرمول ممکن برای محاسبه توان الکتریکی در مدار وجود دارد. اگر توان محاسبه شده مثبت باشد، به این معنی است که تجهیزات در حال مصرف برق هستند. اما اگر توان محاسبه شده منفی باشد، تجهیزات توان تولید می کنند.

 مقادیر محاسبه شده از مثلث وات توان
مقادیر محاسبه شده از مثلث توان

 کاربرد های قانون وات

برخی از کاربردهای قانون وات عبارتند از:

  • اگر یک منبع توان دارید، از این فرمول برای اندازه‌ گیری توانی که منبع می‌ تواند تولید کند استفاده کنید. می ‌توانید از آن برای اندازه‌ گیری توان مورد نیاز فقط برای یک جزء استفاده کنید. هنگامی که جریان و ولتاژ منبع داده می شود، مقادیر را می توان ضرب کرد و توان را بدست آورد.
  • توان مورد نیاز یک ساختمان را می توان با استفاده از فرمول وات اندازه گیری کرد. هنگام طراحی سیم کشی ساختمان، محاسبه کل توان مورد نیاز بسیار مهم است. سپس می توانید از این دانش برای تعیین اندازه سیم مناسب برای خانه استفاده کنید. همچنین می توانید هزینه برق را محاسبه کنید. توان مورد نیاز ساختمان با اندازه ‌گیری و جمع ‌آوری توان هر یک از دستگاه های الکتریکی یا بخشی از ساختمان انجام می ‌شود.
  • اگر توان و ولتاژ قطعه الکتریکی را می دانید، می توانید جریان را با استفاده از فرمول وات (I = P / V) اندازه گیری کنید.  همین امر در مورد ولتاژ نیز صدق می کند (V = P / I).
  • فرمول های به دست آمده از ترکیب قانون وات و قانون اهم را می توان برای تعیین مقاومت الکتریکی یک جزء به کار برد.
5/5 - (1 امتیاز)

برای دریافت مطالب جدید کانال تلگرام یا پیج اینستاگرام آیرنکس را دنبال کنید.
تصویر از محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید قرار بدهم. سوالات مربوط به این مطلب را در قسمت نظرات همین مطلب اعلام کنید. سعی میکنم در اسرع وقت به نظرات شما پاسخ بدهم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.