المقاومة الكهربائية

المقاومة الكهربائيَّة

تُعتبر المقاومة الكهربائية خاصيَّة من خواص الدوائر الكهربائية، وهي عبارة عن جزء من الدائرة الكهربائية يقوم بتحويل الطاقة الكهربائيَّة إلى طاقة حرارية، حيث تدخل الدارة الكهربائية في صناعة العديد من الأجهزة الكهربائية كالمصابيح وسخانات المياه الكهربائية، وغيرها.

وظيفة المقاومة الكهربائية

تعتمد وظيفتها على المكان الذي ستوضع فيه فاذا ربطت مع حمل على التوازي فان تاثيرها سيكون على المصدر هو سحب تيار اكبر اما على الحمل فلن تؤثر اذا كان المصدر ذو سعة عالية اما اذا كان المصدر محدود السعة فقد يودي الى انخفاض التيار في الحمل اما ربطها على التوالي مع الحمل فان ذلك سيخفض التيار القادم من المصدر ويودي الى انخفاض الجهد عبر الحمل المربوطة معه هذا اكاديميا اما عمليا فغالبا تستخدم المقاومه للحد من قيمة التيار فمثلا المقاومة المستخدمة في الارضي تبع المحولات هو لتخفيض قيمة تيار الخط المتعادل كذلك توضع بعض الانواع من المقاومات في المحركات لتعمل كمتحسس للتيار العالي حيث تحمي الملفات من زيادة التار وفي الحقيقة للمقاومة تطبيقات كثيرة جدا.

المقاومة الكهربائية وقانون اوم

يُمكن تعريف المقاومة الكهربائية على أنها نسبة الجهد المُطَبَّق على الجهاز أو الدارة مَقسوماً على التيار الكهربائي الذي يتدفق عبر هذا الجهاز أو الدارة، وهذا ما يُعرف أيضاً بقانون أوم والمُتَمَثِّل في العلاقة التالية:

ت= ج/ م

حيث أن ت هو التيار الكهربائي، وج هو الجهد الكهربائي، أمَّا م فهي المقاومة الكهربائية.

انواع المقاومة الكهربائية

أنواع المقاومات :
1. المقاومات الثابتة ( كربونية – سلكية) : وهي المقاومة التي لها قيمة ثابتة لا تتغير ، وتكون هذه القيمة مكتوبة عليها بشكل مباشر (أرقام) أو غير مباشر (ألوان) .
2. المقاومات الكربونية : وتكون المادة الناقلة فيها مصنوعة من الكربون ، ويكون لها قيم أومية كبيرة ولكن استطاعتا صغيرة .
3. المقاومات السلكية : وتكون المادة الناقلة فيها سلك يكون ملفوف على جسم المقاومة عدد معين من اللفات حسب قيمة المقاومة ويحب أن يكون هناك مسافة بين كل لغة ، ويكون لها قيم أومية صغيرة نوعا ما ، ولكن الاستطاعة تكون كبيرة .
4. المقاومات المتغيرة : تتغير قيمة هذه المقاومة ميكانيكيا بواسطة وصلة متحركة (منزلقة) أو ضوئياُ (ضوئية) أو حراريا (حرارية) .
5.المقاومة الضوئية (LDR) :وهي تقوم على تحويل الضوء إلى مقاومة .. وتصنع هذه المقاومات من سلفيد الكاديوم (CDS)تنخفض قيمتها الأومية عند ازدياد شدة الإضاءة ، وتزداد قيمتها عند انخفاض الضوء

طرق قياس المقاومة الكهربائية

يجب أولاً تحديد ما إذا كانت المقاومة الكهربائيّة متغيّر أو ثابتة، ففي حالة كانت المقاومة ثابتة يُمكن قياسها باستخدام الطرق الآتية:

قياس المقاومة باستخدام جهاز الأوميتر المحدد لقياس قيمة المقاومات.

قياس المقاومة باستخدام الألوان،كما أنّ لكلّ لون قيمة محددة بالجدول التابع لها، وبالتالي يمكن أخذ المجموع الكلّي للألوان وقراءة قيمة المقاومة.

إذا كانت المقاومة متغيّرة القيمة يمكن حسابها عن طريق جهاز الأوميتر، بحيث تحتوي المقاومة المتغيّرة على ثلاثة أرجل بين الأولى والثانية مقاومة ثابتة تُقاس باستخدام الأوميتر، وبين الأرجل الأولى والثالثة مقاومة متغيّرة تتغيّر عند تحريك ذراع هذه المقاومة، كما توصل مع الأوميتر عن طريق تحريك الذراع وبالتالي تظهر قيمة المقاومة المطلوبة على شاشة الجهاز.

العوامل المؤثرة في مقاومة أي موصل

1- نوع المادة المصنوع منها الموصل
2- طول الموصل
3- مساحة مقطع الموصل
4- درجة حرارة الموصل

المقاومة وشدة التيار

تسمى المقاومة مقاومة أوميّة (من كلمة أوم) عندما تكون مثالية بمعنى أن لا تتغير قيمتها بتغير الجهد الكهربائي ولا بتغير شدة التيار أو بتغير تردد التيار (في حالة التيار المتردد). وينطبق قانون أوم على مثل هذه المقاومة المثالية في جميع قيم الجهد أو شدة التيار .

فإذا رسمنا الجهد U مع تغير شدة التيار I في رسم بياني لتوضيح العلاقة بينهما وجدنا أن شدة التيار تتناسب طرديا مع زيادة الجهد ، وعندما يكون الجهد مساويا للصفر يصبح التيار أيضا مساويا للصفر . يربط قانون أوم العلاقة بين شدة التيار والمقاومة والجهد الكهربائي:

وعندما يمر تيار كهربائي في مقاومة ينخفض الجهد بقدر ما يمر بالمقاومة، وتنتج قدرة كهربائية طبقا للمعادلة :

وهي تتحول إلى قدرة حرارية ، فتسخن المقاومة .

علاقة المقاومية بالمقاومة الكهربائية

المقاومة الكهربائية لأحد الموصلات المنتظم المقطع نحسبها كالآتي:

حيث:

R مقاومة كهربائية ,
ρ المقاومية النوعية ,
l طول المقاومة ،
A مساحة مقطع المقاومة (عموديا على طول المقاومة) .
وبناء على ذلك فيمكننا تعيين من قياس مقاومة الموصل عندما تكون مقاييسه معروفة :

وعلى سبيل المثال يمكننا حساب مساحة مقطع A سلك أسطواني من القطر d :

وتفترض تلك المعادلة أن يكون توزيع التيار في المقاومة R متساويا عبر مساحة المقطع A ، أي أن تكون شدة التيار الكهربائي موزعا توزيعا متساويا على مساحة المقطع . ويكون هذا الافتراض صحيح عندما يكون طول المقاومة كبيرا بلنسبة إلى مثاييس المقطع وذلك بالنسبة على تيار مستمر أو إذا كان تردد التيار المتردد ترددا صغيرا. وتؤدي الترددات العالية وشكلية الأطراف إلى عدم تساوي شدة التيار عبر مقطع المقاومة .

وتباع الكبلات الكهربائية مع ذكر مقاومتها بالنسبة إلى الطول ، ووحدتها تكون : أوم/متر .