واط

الواط أوالوات (بالإنجليزية: Watt)‏ (الرمز: W) هي وحدة مشتقة لقياس القدرة في نظام الوحدات الدولي، سميت بهذا الاسم نسبة للمهندس الإسكتلندي جيمس واط (1736-1819). الواحد واط يُعَرَّف بأنه 1 جول لكل ثانية، وهووحدة قياس لمعدل نقل الطاقة أوتحويلها من صورة لأخرى.

تستخدم وحدة الواط بكثرة في حساب القدرة الكهربائية، في التيار المستمر (بالإنجليزية: DC)‏ هي القدرة التي يبذلها تيار ثابت قيمته واحد أمبير بتأثير جهد كهربائي قيمته واحد فولت تعادل واحد واط.

1 واط = 1 فولت × 1 أمبير = 1 جول /ثانية

في التيار المتردد (بالإنجليزية: AC)‏ عندهاقد يكون حاصل ضرب القيمة اللحظية بالأمبير بالقيمة اللحظية للجهد بالفولت ينتج القيمة اللحظية بالواط. والمتوسط الجبري للقدرات اللحظية في دورة كاملة (متوسط القدرة) يساوي القدرة بالواط.

تعريف

الواحد واط هومعدل بذل العمل حينما تثبت سرعة جسم عند واحد متر لكل ثانية ضد قوة معارضة ثابته تساوي واحد نيوتن.

{\displaystyle \mathrm {W={\frac {J {s ={\frac {N\cdot m {s ={\frac {kg\cdot m^{2 {s^{3

من ناحية الكهرومغناطيسية: الواحد واط هومعدل بذل العمل عندما يسرى تيار شدته واحد أمبير (A) خلال فرق جهد كهربائي يساوي واحد فولت (V).

{\displaystyle \mathrm {W=V\cdot A

يمكن استنتاج تحويلتين وحداتيّن إضافيتين للواط باستخدام المعادلة أعلاه وقانون أوم.

{\displaystyle \mathrm {W={\frac {V^{2 {\Omega =A^{2 \cdot \Omega

حيث إذا الأوم ( ${\displaystyle \Omega$

أمثلة

شخص كتلته تساوي 100 كجم يتسلق سلم ارتفاعه ثلاثة أمتار فيخمسة ثوان يبذل شغل بمعدل يقارب 600 واط. (الكتلة) مضروبة في (التسارع الناتج عن الجاذبية) مضروبا في (الارتفاع) مقسوما على (الزمن) المستغرق في حمل الجسم إلى ازدياد معين يعطي معدل بذل الشغل أوالقدرة.
العامل على مدار يوم عمل منثمانية ساعات يمكنه الحفاظ على متوسط إنتاج (قدرة) يقارب 75 واط؛ ويمكن تحقيق مستويات قدرة أعلى لفترات قصيرة وبواسطة الرياضيين.

أصل الاسم واعتماده كوحدة

سميت وحدة القدرة الكهربائية نسبة للمخترع الاسكتلتندي جيمس واط (وات) لإسهاماته في تطوير المحرك البخاري ، بعد حتى اقترح كارل ويليام سيمينز ذلك في أغسطس 1882، في خطاب رئيسه إلى المؤتمر الثاني والخمسين للجمعية البريطانية لتقدم العلوم ، باعتبار حتى الوحدات في النظام العملي للوحدات تسمى بأسماء فهماء الفيزياء الرائدين ، اقترحت شركة سيمينز اسم "واط" قد يحدث مناسباً لوحدة القدرة الكهربائية، وحددت الوحدة على أنها "القدرة التي ينقلها تيار 1 أمبير خلال فرق جهد 1 فولط". في أكتوبر 1908، في المؤتمر الدولي للوحدات والمعايير الكهربائية في لندن ، أًنشئ مايسمى بالتعاريف "الدولية" للوحدات الكهربائية العملية.. وعُرّف الواط أنه يساوي 10⁷ في النظام العملي للوحدات. كانت "الوحدات الدولية" مهيمنة من عام 1909 حتى عام 1948. بعد المؤتمر العام التاسع للأوزان والمقاييس في عام 1948 ، تم إعادة تعريف الواط "الدولي" من الوحدات العملية إلى الوحدات المطلقة (أي باستخدام الطول والكتلة والوقت فقط). هذا يعني حتى 1 واط عُرّف الآن أنه كمية الطاقة المنقولة في وحدة زمنية، وهي 1 جول/ثانية في هذا التعريف الجديد، واط واحد "مطلق" = 1.00019 واط "دولي". من المرجح حتى النصوص المكتوبة قبل عام 1948 تستخدم الواط "الدولي" ، مما يعني توخي الحذر عند مقارنة القيم العددية من هذه الفترة مع وات ما بعد عام 1948. في عام 1960 ، اعتمد المؤتمر العام الحادي عشر للأوزان والمقاييس الواط "المطلق" في النظام الدولي للوحدات (SI) كوحدة القدرة.

قواسم الواط ومضاعفاته

**قواسم ومضاعفات الواط (W) حسب النظام الدولي للوحدات**
القواسم			المضاعفات
القيمة	الرمز	الاسم	القيمة	الرمز	الاسم
10⁻¹ واط	dW	ديسيواط	¹10 واط	daW	ديكاواط
10⁻² واط	cW	سنتيواط	²10 واط	hW	هكتوواط
10⁻³ واط	mW	ميليواط	³10 واط	kW	كيلوواط
10⁻⁶ واط	µW	ميكروواط	⁶10 واط	MW	ميغاواط
10⁻⁹ واط	nW	نانوواط	⁹10 واط	GW	غيغاواط
10⁻¹² واط	pW	بيكوواط	¹²10 واط	TW	تيراواط
10⁻¹⁵ واط	fW	فيمتوواط	¹⁵10 واط	PW	بيتاواط
10⁻¹⁸ واط	aW	أتّوواط	¹⁸10 واط	EW	إجزاواط
10⁻²¹ واط	zW	زِبتوواط	²¹10 واط	ZW	زيتّاواط
10⁻²⁴ واط	yW	يُكتوواط	²⁴10 واط	YW	يوتّاواط
القواسم والمضاعفات بالخط الغليظ هي الأكثر شيوعاً

القواسم

أتّوواط [aW]

قيمته تساوي (10⁻¹⁸) واط، تبلغ شدة (قوة) الصوت في الماء اللقاءة للضغط الصوتي المرجعي العالمي البالغ 1 μPa (ميكروباسكال) تقريباً 0.65 aW/m². فيمتوات

فيمتوواط [fW]

يساوي (10⁻¹⁵) واط. يستخدم في المجالات التقنية وحساب شدة الإشارات إلى المستقبلات الراديوية وأجهزة الرادار. على سبيل المثال، تتطلب أرقام أداء موالف FM ذات مغزى للحساسية والهدوء والإشارة إلى الضوضاء تحديد طاقة التردد اللاسلكي المطبقة على ولج الهوائي. غالبًا ما يتم تحديد مستويات الإدخال هذه في ديسيبل (الديسيبيلات المشار إليها بـ 1 فيمتوواط). الذي هو0.2739 ميكروفولت عبر حمل 75 أوم أو0.5477 ميكروفولت عبر حمولة 300 أوم ؛ تأخذ المواصفات في الاعتبار معاوقة ولج التردد اللاسلكي للموالف.

بيكوواط [pW]

لا يجب الخلط بينه وبين البتاواط الأكبر بكثير (PW)، قيمته تساوي (10⁻¹²)واط. ويستخدم عادة في إشارات أجهزة استقبال الراديووالرادار، وإلى الصوتيات. واحدة البيكوواط تعد القيمة المرجعية الدولية للطاقة الصوتية عندما يتم التعبير عن هذه الكمية على أنها مستوى بالديسيبل.

نانوواط [nW]

يساوي واحد من المليار (10^-9) واط.تُستخدم القوى التي تُقاس بالنانوواط في الإشارة إلى أجهزة استقبال الراديووالرادار.

ميكرواط [µW]

يساوي واحد من مليون (10^-6) واط. عادة القوى المهمة التي يتم قياسها بالميكروواط في أنظمة الأجهزة الطبية مثل EEG وECG ، في مجموعة متنوعة من الأدوات الفهمية والهندسية وأيضًا بالإشارة إلى أجهزة الاستقبال الراديوي والراداري.

ميللي واط [mW]

ميللي واط (mW) يساوي واحد من ألف (10 ⁻³) واط. ينتج مؤشر ليزر نموذجي حوالي خمسة ميللي واط من الطاقة الضوئية، في حين حتى السمع النموذجي للأشخاص يستخدمون أقل من واحد ميللي واط. ، الاشارات الصوتيّة وإشارات كهربائية أخرى تقاس بالديسيبل ميلي واط (dBm) وتساوي واحد ميللي واط (mW).

المضاعفات

الكيلوواط [kW]

تساوي 1000 واط (10⁺³)واط، تستخدم هذه الواحدة عادة للإشارة إلى القدرة الكهربائية للمحرك وطاقة المحرك الكهربائي والآلات والسخانات. وهي أيضا وحدة شائعة للتعبير عن خرج الطاقة الكهرومغناطيسية لمحطات البث الإذاعي والتلفزيوني. الكيلوواط الواحد يساوي 1.34 حصان بخاري، أي أنه سخان صغير يحمل عنصر تسخين واحد ينتج طاقة مقدارها 1 كيلوواط، وتناسب الاستهلاك الكهربائي المنزلي. وتتلقى مساحة سطح تبلغ مترًا مربعًا على الأرض حوالي كيلوواط واحد من أشعة الشمس من الأشعة الشمسية (في يوم واضح في منتصف اليوم، بالقرب من خط الاستواء).

ميجاواط [MW]

يساوي 1 مليون واط (10⁺⁶) واط، الكثير من الأحداث أوالآلات تنتج أوتستمر في تحويل الطاقة ضمن هذا النطاق، بما في ذلك المحركات الكهربائية الكبيرة ؛والسفن الحربية الضخمة مثل حاملات الطائرات، والغواصات؛ ومزارع الخوادم الضخمة أومراكز البيانات؛ وبعض معدات البحث الفهمي، مثل مناجم الفحم العملاقة، وبقايا إنتاج أشعة الليزر الكبيرة للغاية. وقد يستخدم مبنى سكني أوتجاري كبير عدة ميغاوات في الطاقة الكهربائية والحرارة. أما على السكك الحديدية فإن القاطرات الكهربائية الحديثة عالية الطاقة تتمتع عادة بذروة إنتاج الطاقة منخمسة إلىستة ميجاوات، في حين تنتج بعض هذه القاطرات طاقة أكبر بكثير. ويستخدم يوروستار، على سبيل المثال، أكثر من 12 ميجاوات، في حين تنتج القاطرات الثقيلة التي تعمل بالديزل والكهرباء أوتستخدم عادة من ثلاثة إلىخمسة ميجاوات. تمتلك محطات الطاقة النووية الأمريكية قدرات صيفية صافية تتراوح بين 500 و1300 ميجاوات. أول ذكر للميجاوات كان في قاموس أكسفورد الإنجليزية (OED)، هومرجع في لقاموس ويبستر 1900. كمايرد أنها ظهرت أول مرة عام 1885.

جيجاواط [GW]

تساوي (10⁺⁹) واط، تستخدم هذه الوحدة غالبًا في محطات الطاقة الكبيرة أوشبكات الطاقة. على سبيل المثال، بحلول نهاية عام 2010، كان من المتسقط حتى يزداد نقص الطاقة في مقاطعة شانشي في الصين إلىخمسة إلىستة جيجاواط ، وكانت القدرة المركبة لطاقة الرياح في ألمانيا 25,8 جيجاواط.أكبر وحدة (من بين أربع وحدات) ومن بين محطات الطاقة النووية البلجيكية لديها ذروة إنتاج 1.04 GW. تم تصنيع محولات HVDC مع تقديرات طاقة تصل إلى 2 GW .

تيراواط [TW]

تساوي (10⁺¹²)واط ،إن إجمالي الطاقة التي يستخدمها البشر في مختلف أنحاء العالم تُقاس عادة بتيراواط. وتساوي أقوى طاقة ليزر أُنتج من منتصف الستينيات إلى منتصف التسعينيات من القرن العشرين ينتج الطاقة بالتيراواط، ولكن فقط لأطر زمنية نانوية. يبلغ متوسط ضربات البرق ذروة تيراواط واحد، ولكن هذه الضربات تستمر فقط لمدة 30 ميكروثانية.

بيتا واط [PW]

تساوي (10⁺¹⁵)واط، وهي الطاقة التي ينتجها الليزر الحالي في فترة زمنية مقدرة بالبيكوثانية (10^-12 ثانية)، ومن بين هذه الأنواع ليزر نوفا للورنس ليفرمور الذي وصل إلى خرج طاقة مقدارها 1.25 بيكوواط (1.25 x 10⁺¹⁵واط) باستخدام تقنية التضخيم النبضي المجزأ، مدة النبضة حوالي 0.5 بيكوثانية (5 xعشرة ^-13 ثانية) وتعطي طاقة مقدارها 600 جول . مثال آخر الليزر المستخدم في تجارب الاشتعال السريع (LFEX) في معهد هندسة الليزر (Ile) في جامعة أوساكا في اليابان، والذي حقق خرج طاقة يبلغ 2 بيتاواط لمدة 1 بيكوثانية . وفقًا لمتوسط الإشعاع الشمسي الإجمالي البالغ 1.366 كيلوواط/م⁺² ، فإن الطاقة الإجمالية لأشعة الشمس التي تضرب الغلاف الجوي للأرض تقدر بـ 174 بيتاوواط.

تحويلات

الواط = 1 جول\الثانية
الواط = 0.0013404 حصان
الكيلوواط = 1.3404 حصان

انظر أيضا

قدرة (فيزياء)
قدرة كهربائية
النظام الدولي للوحدات
كيلوواط ساعة
إطار إيبشتاين
معدل استهلاك

مراجع

^ النص الكامل متوفر في: http://www.wurvoc.org/vocabularies/om-1.8/?exportFormat=application%2Fx-turtle — الرخصة: Creative Commons Attribution 3.0 Netherlands
^ النص الكامل متوفر في: http://www.wurvoc.org/vocabularies/om-1.8/?exportFormat=application%2Fx-turtle — العنوان : Quantities and units—Part 1: General — الاصدار الأول — الباب: 6.5.3 — الصفحة: 18 — الناشر: المنظمة الدولية للمعايير
^ النص الكامل متوفر في: https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9-concise-EN.pdf — العنوان : SI A concise summary of the International System of Units, SI
^ النص الكامل متوفر في: https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9-concise-EN.pdf
^ Eugene A. Avallone et. al, (ed), Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers 11th Edition , Mc-Graw Hill, New York 2007 ISBN 0-07-142867-4 page 9-4
↑ Klein, Herbert Arthur (1988) [1974]. The Science of measurement: A historical survey. New York: Dover. صفحة 239. ISBN .
^ "Address by C. William Siemens". Report of the Fifty-Second meeting of the British Association for the Advancement of Science. London: John Murray. 1883. صفحات 1–33. مؤرشف من الأصل في 08 أبريل 2020.
^ Siemens supported his proposal by asserting that Watt was the first who "had a clear physical conception of power, and gave a rational method for measuring it." "Siemens, 1883, p. 6" نسخة محفوظةثمانية أبريل 2020 على مسقط واي باك مشين.
^ "Siemens", 1883, p. 5" نسخة محفوظة 2020-04-08 على مسقط واي باك مشين.
^ Tunbridge, P. (1992). Lord Kelvin: His Influence on Electrical Measurements and Units. Peter Peregrinus: London. صفحة 51. ISBN .
↑ "Units, Physical". . 27 (الطبعة 11th). 1911. صفحة 742. مؤرشف من الأصل في 11 أكتوبر 2017.
^ "Resolution 12 of the 11th CGPM (1960)". Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). مؤرشف من الأصل في 08 أبريل 2020. اطلع عليه بتاريخ 09 أبريل 2018.
^ Ainslie, Michael A. (يناير 2015). "A Century of Sonar: Planetary Oceanography,Underwater Noise Monitoring, and the Terminology of Underwater Sound". acousticstoday (باللغة الإنجليزية). العدد 11. الولايات المتحدة الأميركية: Acoustics Today. صفحات 12–19. مؤرشف من الأصل (PDF) في 01 سبتمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 31 مايو2020.
^ Morfey, C.L. (2001). Dictionary of Acoustics.
^ "Bye-Bye Batteries: Radio Waves as a Low-Power Source", The New York Times, Jul 18, 2010, مؤرشف من الأصل في 21 مارس 2017 CS1 maint: ref=harv (link).
^ Stetzler, Trudy; Magotra, Neeraj; Gelabert, Pedro; Kasthuri, Preethi; Bangalore, Sridevi. "Low-Power Real-Time Programmable DSP Development Platform for Digital Hearing Aids". Datasheet Archive. مؤرشف من الأصل في 03 مارس 2011. اطلع عليه بتاريخ 08 فبراير 2010.
^ Elena Papadopoulou, Photovoltaic Industrial Systems: An Environmental Approach Springer 2011 (ردمك 3642163017), p.153
^ "2007–2008 Information Digest, Appendix A" (PDF). لجنة تنظيمية نووية. 2007. مؤرشف (PDF) من الأصل في 16 فبراير 2008. اطلع عليه بتاريخ 27 يناير 2008.
^ Bai, Jim; Chen, Aizhu (11 November 2010). Lewis, Chris (المحرر). "China's Shanxi to face 5–6 GW power shortage by yr-end – paper". Peking: Reuters. مؤرشف من الأصل في 22 أبريل 2020.
^ "Not on my beach, please". The Economist. 19 August 2010. مؤرشف من الأصل في 24 أغسطس 2010.
^ "Chiffres clés". Electrabel. (باللغة الفرنسية). 2011. مؤرشف من الأصل فيعشرة يوليو2011.
^ Davidson, CC; Preedy, RM; Cao, J; Zhou, C; Fu, J (October 2010), "Ultra-High-Power Thyristor Valves for HVDC in Developing Countries", 9th International Conference on AC/DC Power Transmission, London: IET CS1 maint: ref=harv (link).
^ "Crossing the Petawatt threshold". ليفرمور, CA: Lawrence Livermore National Laboratory. مؤرشف من الأصل في 15 سبتمبر 2012. اطلع عليه بتاريخ 19 يونيو2012.
^ , IFL Science, مؤرشف من الأصل في 22 أغسطس 2015 CS1 maint: ref=harv (link).
^ (publicity release), Aug 2015, مؤرشف من الأصل في 08 أغسطس 2015 CS1 maint: ref=harv (link).
^ "Construction of a Composite Total Solar Irradiance (TSI) Time Series from 1978 to present". CH: PMODWRC. مؤرشف من الأصل في 22 أغسطس 2011. اطلع عليه بتاريخ 05 أكتوبر 2005.