الصيغ الكهربائية الأساسية: دليل طلاب مصر 2024 | ORBITECH

ORBITECH AI Academy

ما ستتعلمه

الأهداف

تطبيق قانون أوم لحساب التيار أو المقاومة في دوائر كهربائية منزلية باستخدام قيم واقعية بالجنيه المصري.
حساب القدرة الكهربائية (وات) للأجهزة المنزلية مثل الثلاجة أو المروحة.
تحديد تكلفة استهلاك الكهرباء شهرياً بناءً على صيغة الطاقة الكهربائية.
مقارنة استهلاك الأجهزة باستخدام صيغة الطاقة لحساب التوفير في فاتورة الكهرباء.
تطبيق الصيغ في حل مسائل مشابهة لامتحانات الشهادة الإعدادية.

المتطلبات السابقة

التيار الكهربائي
الفرق في الجهد
الطاقة
وحدات القياس الأساسية

الوقت المقدر: 12 د المستوى: ●●○○ متوسط

قانون أوم والدوائر الكهربائية

الصيغ الأساسية لحساب التيار والمقاومة وفرق الجهد في الدوائر الكهربائية البسيطة.

قانون أوم law

U = R \cdot I

Formes alternatives

$I = \frac{U}{R}$ — لحساب التيار مباشرة
$R = \frac{U}{I}$ — لحساب المقاومة

Symbole	Signification	Unité
`U`	فرق الجهد الكهربائي في مصر: 220 فولت في المنازل (جهد فعال)	فولت
`R`	المقاومة الكهربائية تعتمد على نوع السلك (مثال: 10-1000 أوم للمصابيح)	أوم
`I`	التيار الكهربائي التيار في المنازل المصرية: 5-15 أمبير عادة	أمبير

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 3} {[I]}^{- 1}$

Exemple : إذا كان فرق الجهد في منزلك 220 فولت والمقاومة 110 أوم، ما هو التيار الكهربائي؟ الحل: I = 220/110 = 2 أمبير.

قانون القدرة الكهربائية law

P = U \cdot I

Formes alternatives

$P = R \cdot I^{2}$ — عندما تكون المقاومة معروفة فقط
$P = \frac{U^{2}}{R}$ — لحساب القدرة بدون التيار

Symbole	Signification	Unité
`P`	القدرة الكهربائية 1 كيلووات = 1000 وات	وات
`U`	فرق الجهد الكهربائي في مصر: 220 فولت في المنازل	فولت
`I`	التيار الكهربائي يمكن قياسه بجهاز الأمبيرميتر	أمبير

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 3}$

Exemple : مروحة منزلية تعمل بفرق جهد 220 فولت وتيار 0.5 أمبير. احسب قدرتها الكهربائية. الحل: P = 220 × 0.5 = 110 وات.

طاقة الكهرباء المستهلكة law

E = P \cdot t

Formes alternatives

$E = P \cdot t / 1000$ — لحساب الطاقة بالكيلوواط ساعي (kWh) مباشرة
$E_{kWh} = \frac{P_{W} \cdot t_{h}}{1000}$ — الصيغة المستخدمة في فواتير الكهرباء

Symbole	Signification	Unité
`E`	الطاقة الكهربائية المستهلكة 1 كيلوواط ساعي = 3.6 مليون جول	جول
`P`	القدرة الكهربائية مثلاً: 100 وات لمصباح	وات
`t`	الزمن في المنازل: غالباً بالساعات (1 ساعة = 3600 ثانية)	ثانية

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 2}$

Exemple : إذا اشتغل تلفزيون بقدرة 150 وات لمدة 4 ساعات، ما هي الطاقة المستهلكة؟ الحل: E = 150 × 4 = 600 وات ساعي = 0.6 كيلوواط ساعي.

تحويل وحدات الطاقة وفواتير الكهرباء

صيغ تحويل الطاقة إلى وحدات قابلة للفهم في الواقع المصري (كيلوواط ساعي، جنيه مصري).

تكلفة الكهرباء الشهرية law

C = E_{kWh} \cdot T

Formes alternatives

$T = \frac{C}{E_{kWh}}$ — لحساب سعر الكيلوواط ساعي إذا عرفت التكلفة

Symbole	Signification	Unité
`C`	التكلفة الشهرية سعر الكيلوواط ساعي في مصر 2024: 0.80 جنيه (للاستهلاك حتى 50 كيلوواط ساعي) إلى 1.45 جنيه (للاستهلاك فوق 350 كيلوواط ساعي)	جنيه مصري
`E_{\text{kWh}}`	الطاقة المستهلكة مثلاً: 200 كيلوواط ساعي لشهر كامل	كيلوواط ساعي
`T`	سعر الكيلوواط ساعي متغير حسب الشركة المسؤولة (مثلاً: شركة شمال القاهرة: 0.90 جنيه)	جنيه/كيلوواط ساعي

Dimensions : $[E G P]$

Exemple : إذا استهلكت أسرة 300 كيلوواط ساعي في الشهر وسعر الكيلوواط ساعي 1.10 جنيه، فما هي التكلفة؟ الحل: C = 300 × 1.10 = 330 جنيه مصري.

تحويل واط إلى كيلوواط definition

P_{kW} = \frac{P_{W}}{1000}

Symbole	Signification	Unité
`P_{\text{W}}`	القدرة بالواط مثلاً: 1500 وات لموقد كهربائي	وات
`P_{\text{kW}}`	القدرة بالكيلوواط 1 كيلوواط = 1000 وات	كيلوواط

Dimensions : $[1]$

Exemple : موقد كهربائي قدرته 2000 وات. حولها إلى كيلوواط. الحل: $P_{k} W$ = 2000/1000 = 2 كيلوواط.

حساب التيار من القدرة والمقاومة theorem

I = \sqrt{\frac{P}{R}}

Symbole	Signification	Unité
`I`	التيار الكهربائي يمكن أن يسبب الصدمة إذا تجاوز 0.01 أمبير	أمبير
`P`	القدرة الكهربائية مثلاً: 100 وات لمصباح	وات
`R`	المقاومة الكهربائية مثلاً: 240 أوم لمصباح 100 وات (220 فولت)	أوم

Dimensions : $[I]$

Exemple : مصباح قدرته 60 وات ومقاومته 807 أوم. احسب التيار المار به. الحل: I = √(60/807) ≈ 0.27 أمبير.

تطبيقات عملية في المنزل المصري

صيغ لحساب استهلاك الأجهزة الكهربائية الشائعة في المنازل المصرية.

استهلاك الثلاجة الكهربائية approximation

E_{ثلاجة} = P_{ثلاجة} \cdot t_{يوم} \cdot 30

Formes alternatives

$E_{شهر} = 1.5 \times 30 = 45 كيلوواط ساعي$ — متوسط استهلاك الثلاجة المصرية

Symbole	Signification	Unité
`E_{\text{ثلاجة}}`	الطاقة اليومية للثلاجة ثلاجة مصرية متوسطة: 1.5 كيلوواط ساعي يومياً	كيلوواط ساعي
`P_{\text{ثلاجة}}`	قدرة الثلاجة مثلاً: 150 وات	وات
`t_{\text{يوم}}`	زمن التشغيل اليومي ثلاجة تعمل 8-12 ساعة يومياً	ساعة

Dimensions : $[k W h]$

Exemple : ثلاجة قدرتها 120 وات تعمل 10 ساعات يومياً. احسب استهلاكها الشهري. الحل: E = 0.12 × 10 × 30 = 36 كيلوواط ساعي.

استهلاك المروحة الكهربائية law

E_{مروحة} = P_{مروحة} \cdot t_{شهر}

Symbole	Signification	Unité
`E_{\text{مروحة}}`	الطاقة الشهرية للمروحة مروحة متوسطة: 50-75 وات	كيلوواط ساعي
`P_{\text{مروحة}}`	قدرة المروحة مثلاً: 60 وات	وات
`t_{\text{شهر}}`	زمن التشغيل الشهري مروحة تعمل 8 ساعات يومياً = 240 ساعة شهرياً	ساعة

Dimensions : $[k W h]$

Exemple : مروحة قدرتها 70 وات تعمل 8 ساعات يومياً. احسب استهلاكها الشهري. الحل: E = 0.07 × 8 × 30 = 16.8 كيلوواط ساعي.

توفير الكهرباء بتبديل الأجهزة approximation

Δ C = (P_{قديم} - P_{جديد}) \cdot t \cdot T

Symbole	Signification	Unité
`\Delta C`	التوفير الشهري مثلاً: توفير 20 جنيه شهرياً	جنيه مصري
`P_{\text{قديم}}`	قدرة الجهاز القديم مثلاً: 100 وات لمصباح تقليدي	وات
`P_{\text{جديد}}`	قدرة الجهاز الجديد مثلاً: 20 وات لمصباح led	وات
`t`	زمن التشغيل الشهري مثلاً: 5 ساعات يومياً = 150 ساعة شهرياً	ساعة
`T`	سعر الكيلوواط ساعي مثلاً: 1.10 جنيه	جنيه/كيلوواط ساعي

Dimensions : $[E G P]$

Exemple : استبدلت مصباحاً تقليدياً قدرته 100 وات بمصباح led قدرته 20 وات. تعمل 5 ساعات يومياً. احسب التوفير الشهري بسعر 1.10 جنيه/كيلوواط ساعي. الحل: ΔC = (0.10 - 0.02) × 150 × 1.10 = 13.2 جنيه.

السلامة الكهربائية في المنزل

صيغ لحساب الحد الآمن للتيار والمقاومة لتجنب الصدمات الكهربائية.

التيار الآمن للإنسان definition

I_{آمن} \leq 0.01 A

Symbole	Signification	Unité
`I_{\text{آمن}}`	التيار الآمن للإنسان تيار 0.01 أمبير يسبب صدمة مؤلمة، 0.1 أمبير قد يكون قاتلاً	أمبير
`A`	أمبير وحدة قياس التيار الكهربائي	أمبير

Dimensions : $[I]$

Exemple : إذا كان التيار المار في جسمك 0.05 أمبير، فهذا خطر ويجب فصل التيار فوراً.

المقاومة الآمنة للإنسان theorem

R_{آمنة} \geq \frac{U}{0.01} = 22000 Ω

Symbole	Signification	Unité
`R_{\text{آمنة}}`	المقاومة الآمنة للإنسان مقاومة جلد جاف: 100,000 أوم، جلد رطب: 1,000 أوم	أوم
`U`	فرق الجهد الكهربائي في مصر: 220 فولت	فولت

Dimensions : $[R]$

Exemple : لمس سلك كهربائي بجهد 220 فولت بجلد رطب (مقاومة 1000 أوم) يسبب تياراً خطيراً: I = 220/1000 = 0.22 أمبير (قاتل).

حساب تيار الدائرة القصيرة law

I_{دائرة قصيرة} = \frac{U}{R_{سلك} + R_{مصدر}}

Symbole	Signification	Unité
`I_{\text{دائرة قصيرة}}`	تيار الدائرة القصيرة قد يصل إلى مئات الأمبيرات، يسبب حريقاً	أمبير
`U`	فرق الجهد الكهربائي 220 فولت في مصر	فولت
`R_{\text{سلك}}`	مقاومة السلك مثلاً: 0.1 أوم لسلك نحاسي طوله 10 أمتار	أوم
`R_{\text{مصدر}}`	مقاومة المصدر مثلاً: 0.05 أوم للمصدر الكهربائي	أوم

Dimensions : $[I]$

Exemple : سلك نحاسي طوله 5 أمتار (مقاومة 0.05 أوم) ومصدر كهربائي مقاومته 0.02 أوم. احسب تيار الدائرة القصيرة. الحل: I = 220/(0.05+0.02) ≈ 3143 أمبير (خطير جداً).

قانون أوم والدوائر الكهربائية

تحويل وحدات الطاقة وفواتير الكهرباء

تطبيقات عملية في المنزل المصري

السلامة الكهربائية في المنزل

المصادر