الأجهزة الكهربائية المنزلية – استهلاك الطاقة وفاتورة الكهرباء بالشرائح
التصميم والتكنولوجياالهندسة الكهربائية والسلامة11–12 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلفي المنزل تسعة أجهزة كهربائية مألوفة بقدرات واقعية: مصباح LED قدرته 9 W، ومروحة 60 W، وتلفاز 100 W، وثلاجة، وطباخ أرز 700 W، وغسالة 500 W، ومكواة 1000 W، وغلاية كهربائية 1800 W، ومكيّف هواء 900 W. يضغط الطالب على كل جهاز لتشغيله أو إطفائه، وعلى الأسهم لزيادة ساعات استعماله اليومية أو إنقاصها، ثم يتابع الطاقة E = P(kW) × t(h) لكل جهاز، ومجموع kWh في الشهر، والفاتورة المحسوبة وفق تعرفة الكهرباء التصاعدية في كاليفورنيا (الولايات المتحدة).
الدرس: مدخل إلى الأجهزة الكهربائية المنزلية: القدرة المقننة، واستهلاك الطاقة، والاستعمال الآمن والموفّر للكهرباء
ماذا تعرض
الطاقة الكهربائية التي يستهلكها جهاز هي قدرته مضروبة في زمن تشغيله: E = P × t، وعندما تكون P بالكيلوواط وt بالساعات تكون النتيجة بالكيلوواط ساعة (kWh). في المنزل المحاكى تسعة أجهزة بقدرات واقعية، من مصباح LED قدرته 9 W إلى غلاية قدرتها 1800 W. والقدرة العالية وحدها لا تجعل الجهاز مكلفًا: فالغلاية التي تعمل بضع دقائق يوميًا تستهلك طاقة أقل من ثلاجة تعمل طوال اليوم. وفي التعرفة التصاعدية تُحسب الطاقة التي تتجاوز الحصة الأساسية بسعر أعلى لكل kWh.
طريقة الاستخدام
ابدأ بزر «إطفاء الكل» وشغّل جهازًا واحدًا في كل مرة، واقرأ استهلاكه اليومي والشهري بوحدة kWh. غيّر ساعات التشغيل بالسهمين ▲▼ على كل بطاقة، وارفع «ساعات تشغيل مكيّف الهواء يوميًا» لترى أي جهاز يهيمن على المجموع. بدّل «طريقة تسعير الكهرباء» بين التعرفة التصاعدية والتعرفة الثابتة، وقارن الفاتورة للاستهلاك نفسه. وأخيرًا غيّر «عدد مصابيح LED بقدرة 9 W» و«عدد أيام الفوترة».
المعاملات القابلة للتغيير
- عدد مصابيح LED بقدرة 9 W 1–12 مصابيح
- ساعات تشغيل مكيّف الهواء يوميًا 0–12 h
- عدد أيام الفوترة 1–31 أيام
- طريقة تسعير الكهرباء التعرفة التصاعدية في كاليفورنيا، الولايات المتحدة (PG&E), تعرفة ثابتة 0.43 $/kWh
أسئلة للاستكشاف
- أي جهاز يستهلك أكبر طاقة في الشهر، وهل هو الجهاز صاحب أعلى قدرة؟
- كم توفّر من الطاقة في 30 يومًا باستعمال مروحة 60 W بدل مكيّف 900 W مدة 6 ساعات يوميًا؟
- في التعرفة التصاعدية، لماذا تكلّف كل ساعة إضافية من التكييف أكثر بعد تجاوز الاستهلاك الحصة الأساسية؟
