קורס בתורת החשמל מאת יוסי יאשי

(Electrical power)

בחיי היום יום כשאנו משתמשים במושג "הספק", אנו מתכוונים לאותה תפוקה שהשגנו בעצם השקעת אנרגיה בזמן נתון. גם בתחום החשמל, ההספק החשמלי מוגדר כאותה אנרגיה חשמלית המושקעת ביחידת זמן, או לחלופין - הקצב שבו מבוצעת העבודה על ידי הצרכן החשמלי.

לדוגמה, אם נחבר שני צרכנים חשמליים לאותו מתח מקור, יהיה אפשר לומר ששני הצרכנים יצרכו הספק. אם מדובר, למשל, בשני גופי חימום (דוד חשמלי, רדיאטור וכדומה), שניהם יגיעו לטמפרטורה הרצויה, אך ההבדל ביניהם יהיה במשך הזמן. לצרכן בעל ההתנגדות הגבוהה יידרש יותר זמן להגיע לטמפרטורה הרצויה, בעוד שהצרכן בעל ההתנגדות הנמוכה יגיע מהר לטמפרטורה הרצויה. אפשר לומר שלצרכן בעל ההתנגדות הנמוכה יש הספק גבוה יותר, משום שבאותו פרק זמן הוא יחמם כמות גדולה יותר של מים משיחמם האחר (בהנחה שמדובר בדוד חשמלי).

ההספק מסומן באות P, יחידות "ואט" [W].

על פי הגדרת ההספק החשמלי נקבל את הנוסחה הזאת:      

 (2.14)

כאשר:

W – אנרגיה חשמלית [J]

P – הספק חשמלי [W] , [J/sec]

t – משך הזמן [sec]

הערה:

נוסחה זו נכונה לגבי הספק שאינו משתנה בזמן. במקרים שבהם ההספק אכן משתנה בזמן, יש לחשב את ההספק הממוצע באמצעות הביטוי הכללי הזה:  

(2.15)

אפשר לבטא את ההספק החשמלי גם בצורות נוספות (ללא תלות בזמן), שכן הספק של צרכן אינו אמור להיות תלוי בזמן עבודתו, אלא ביכולת שלו לבצע עבודה בקצב מסוים:

כלומר:

(2.16)

כאשר:

P – הספק חשמלי  [W]

U – מתח חשמלי  [V]

I – זרם חשמלי  [A]

אם ניעזר בחוק אוהם נוכל ליצור עוד שתי נוסחאות המבטאות את התנגדות הצרכן:

או בדרך נוספת:

לסיכום:

(2.17)

הערה: גם בעבור הספק חשמלי יש יחידות מקובלות קטנות (מילי-ואט, מיקרו-ואט) וגדולות (קילו-ואט, מגה-ואט).

•   הקודם                                                                                                                             
• המשך