القدرة الكهربائية والطاقة

القدرة الكهربائية معدّل تحوّل الطاقة الكهربائية، وتساوي حاصل ضرب فرق الجهد في شدة التيار:

• القدرة المستهلكة في مقاومةٍ تتناسب طرديًّا مع مربع شدة التيار (P ∝ I²) ومع المقاومة (P ∝ R).

• الطاقة الكهربائية المستهلكة (بالجول) تعتمد على القدرة والزمن:

  E = P · t = V · I · t = I² · R · t = (V²R) · t

• في التوصيل على التوالي تكون شدة التيار واحدة وتتجمّع المقاومات (R = R₁ + R₂)، وفي التوازي يكون فرق الجهد واحدًا والتيار الكلي مجموع التيارات.

الموصِّلات الفائقة (superconductors) موادُّ مقاومتها صفر عند تبريدها إلى درجات حرارةٍ منخفضةٍ جدًّا (أقلَّ من نحو 100 K)، فتنقل الكهرباء دون فقدٍ للطاقة (لا فرق جهد خلالها).

تقليل القدرة الضائعة في نقل الكهرباء لمسافاتٍ بعيدةٍ يتمّ بطريقتين:

• رفع فرق الجهد وتقليل شدة التيار (فالفقد P = I²R يقلّ بتقليل I).
• استعمال أسلاكٍ عاليةِ الموصِّلية كبيرةِ القطر فتقلّ مقاومتها فتقلّ القدرة الضائعة.

حساب فاتورة الكهرباء: تُقاس الطاقة المنزلية بوحدة الكيلوواط·ساعة (kW·h) = قدرةُ 1000 واط تعمل ساعةً كاملةً = 3.6 × 10⁶ J. والتكلفة = القدرة (kW) × الزمن (h) × سعر الوحدة.