لوگوی فیزیکال می — معلم فیزیک حسن باقری

توان در مدارها — انرژی در ثانیه 💡

یه مقایسه‌ی جالب 🩺: مغزِ تو حدودِ ۲۰ وات مصرف می‌کنه — معادلِ یه لامپ کم‌مصرف. ولی کلِ بدنت ۸۰-۱۰۰ وات (BMR) — همینقدر که یه لپ‌تاپِ کوچک. این بخش، توان رو از سطحِ سلول تا کلِ جهان بررسی می‌کنه.

تعریفِ توان 📐

توان = انرژی در واحدِ زمان:

$$P = \frac{W}{t} = \frac{Q V}{t} = V I$$

سه فرمولِ معادل با استفاده از $V = RI$:

$$P = V I = I^2 R = \frac{V^2}{R}$$

معنیِ شهودی 💡

گرمایِ ژول (Joule heating) 🔥

وقتی جریان از مقاومت رد می‌شه، انرژیِ الکتریکی به گرما تبدیل می‌شه:

$$P_{\text{heat}} = I^2 R$$

این پایه‌ی همه‌ی المنت‌های گرماییـه — کوره، اتو، سشوار، چای‌ساز.

مقادیرِ معمولِ توان 📌

دستگاه/سیستم توان
ساعتِ مچی $\sim 1\,\mu\text{W}$
پیس‌میکر $\sim 10\,\mu\text{W}$
LED ولِ شب‌خواب $\sim 0.5\,\text{W}$
یک نورونِ منفرد $\sim 0.01\,\mu\text{W}$
مغزِ کاملِ انسان $\sim 20\,\text{W}$
بدنِ کاملِ انسان (BMR) $\sim 80-100\,\text{W}$
دفیبریلاتورِ AED (پیک) $\sim 30\,\text{kW}$
سشوار $\sim 1\,\text{kW}$
اتومبیلِ بنزینی متوسط $\sim 100\,\text{kW}$

ویجتِ تعاملی 🎮

محاسبه‌ی پایتون — متابولیسم بدن 🐍

# مدلِ ساده‌ی BMR (متابولیسم پایه)
# طبق فرمولِ هریس-بندیکت (مرد، 30 سال، 70 kg، 175 cm):
import math

def bmr(weight_kg, height_cm, age, male=True):
    if male:
        return 88.4 + 13.4*weight_kg + 4.8*height_cm - 5.7*age
    else:
        return 447.6 + 9.2*weight_kg + 3.1*height_cm - 4.3*age

# بازگشت kcal/day
kcal = bmr(70, 175, 30, male=True)
print(f"BMR: {kcal:.0f} kcal/day")

# تبدیل به وات
joules = kcal * 4184
watts = joules / (24 * 3600)
print(f"توان متوسط: {watts:.1f} W")

# جالب: تقریباً 80 وات - معادلِ یک لامپ معمولی!
# انرژی روزانه:
print(f"یعنی روزانه {joules/1e6:.2f} مگاژول")

# تقسیم بین اعضای بدن
print("\nتقسیم توان (تقریبی):")
print(f"  مغز:    {watts*0.20:.1f} W (20%)")
print(f"  قلب:    {watts*0.07:.1f} W (7%)")
print(f"  کبد:    {watts*0.20:.1f} W (20%)")
print(f"  کلیه:   {watts*0.08:.1f} W (8%)")
print(f"  عضله:   {watts*0.20:.1f} W (20%)")
print(f"  بقیه:   {watts*0.25:.1f} W (25%)")

نکته‌ی پزشکی-زیستی 🩺

خودتو بسنج 📝

منابع و کاوشِ بیشتر 📚

مقالات و مرجع

ویدئو (یوتیوب)

ویدئو (آپارات — فارسی)

روی همین سایت 🔗

در بخش بعدی، می‌ریم سراغ مدارهای واقعی — ترکیب مقاومت‌ها 🔗.

💬 جواب بهتری داری؟ یا یه سؤال جدید؟

اگه به سؤالای بالا پاسخی داری که فکر می‌کنی روشن‌تر یا کامل‌تر از مال منه، یا یه سؤال جدید برای دانش‌آموزای دیگه داری — تو بخش نظرات پایین صفحه ارسال کن. هر پیامی رو می‌خونم، تأیید می‌کنم و منتشر می‌شه. این‌جوری همه از تجربه‌ی همدیگه استفاده می‌کنیم. 🌱

برچسب خورده, , , ,

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *