7.2 : متوسط ​​القدرة

في التطبيقات الكهربائية العملية، لا يتم استخدام مفهوم القدرة اللحظية المتغيرة بمرور الوقت بشكل متكرر. وبدلا من ذلك، يتحول التركيز إلى الكمية الأكثر عملية المعروفة باسم متوسط القدرة. يتم تحديد متوسط القدرة من خلال دمج القدرة اللحظية خلال فترة زمنية محددة ومن ثم تقسيمها على تلك المدة.

تم تبسيط معادلة القدرة اللحظية للوصول إلى تعبير المجال الزمني لمتوسطٍ القدرة. والجدير بالذكر أن الحد الثاني، الذي يتضمن دالة ​​ جيب التمام، يبلغ متوسطه صفرًا على مدار دورة كاملة.

ونتيجة لذلك، فإن التعبير النهائي لمتوسط القدرة يكون مستقلاً عن الوقت ويتوقف على فرق الطور بين الجهد والتيار.

عند مقارنة هذا التعبير مع تمثيل المقدار الطوري لمنتج الجهد والتيار، يصبح من الواضح أن الجزء الحقيقي من المقدار الطوري يتوافق مع متوسط القدرة.

في دوائر المقاومة البحتة، حيث يكون الجهد والتيار متطابقين تمامًا في الطور، يكون متوسط القدرة موجبًا، مما يدل على استهلاك القدرة المستمر. وعلى العكس من ذلك، فإن متوسط القدرة يتضاءل إلى الصفر في الدوائر التفاعلية البحتة التي تتميز بإزاحة الطور بمقدار تسعين درجة بين الجهد والتيار. تُعزى هذه الظاهرة إلى التخزين الدوري وإطلاق القدرة، حيث لا يتم استهلاك أي طاقة صافية في المتوسط.

من المهم أن ندرك أنه على الرغم من أن القدرة اللحظية تختلف مع مرور الوقت، إلا أن متوسط القدرة يظل ثابتًا. يتطلب حساب القدرة اللحظية الجهد والتيار في المجال الزمني، ولكن يمكن أيضًا تحديد متوسط القدرة عندما يتم تمثيل الجهد والتيار في مجال التردد باستخدام المراحل.

يعد فهم متوسط القدرة أمرًا حيويًا في التطبيقات العملية، لأنه يسهل تقييم استهلاك الطاقة وكفاءتها، خاصة في الدوائر التي تتميز بمجموعات متنوعة من المكونات المقاومة والمتفاعلة.