عند النظر إلى أي دارةٍ كهربائيةٍ كانت أم إلكترونيةٍ سنجد عددًا من المقاومات الكهربائية المتوزعة في أكثر من مكانٍ، وهذا يدل على أهميتها الكبيرة والدور الذي تقوم به لإكمال الدارة وتنفيذ العمل المطلوب، فبغض النظر عن أنواعها المختلفة يمكن تمييزها غالبًا بشكلٍ أسطوانيٍّ عليه خطوط ملونة تدل على قيمة المقاومة، ما يجعل من استخدامها أمرًا سهلًا للغاية، أما إن أردت معرفة كيف تعمل المقاومات الكهربائية، لا بدّ من تناول الموضوع من كافة جوانبه وبشكلٍ أعمق قليلًا.

تعريف المقاومة الكهربائية

هي إحدى الأجزاء الأساسية المستخدمة في الدارات الكهربائية من أجل تقييد التيار الكهربائي المار فيها. تدخل في صناعتها موادٌ متعددةٌ مثل الكربون وأكاسيد المعادن والأغشية المعدنية وسلك مقاوم للتيار، وتصنع بأحجامٍ متنوعةٍ فمنها الكبيرة المصنوعة من الأسلاك ومنها ذات النهايات الطرفية وصولًا إلى الأنواع الصغيرة المستخدمة في الدارات الإلكترونية. نتيجةً لاختلاف أنواع المقاومات الكهربائية يتميز كلّ نوعٍ منها بخواصٍ وصفاتٍ خاصة به، وبالتالي يستخدم كلّ نوعٍ منها في مجالٍ محددٍ.

حتى تعمل الدارة الكهربائية كما هو مطلوبٌ منها يجب اختيار نوع المقاومة الأنسب، فمع أن قيمة المقاومة هي ذاتها بغض النظر عن نوعها؛ تختلف خواصها ويتأثر أداؤها في بعض الدارات بحسب نوعها.

مبدأ المقاومة الكهربائية

من المعروف أنه عند تطبيق جهدٍ كهربائيٍّ (Voltage) بين طرفي مادةٍ ناقلةٍ، سينشأ تيارٌ كهربائيٌّ فيها ناتج عن حركة الإلكترونات الحرة الموجودة في بنية المادة الناقلة من النقطة ذات الجهد المنخفض إلى النقطة ذات الجهد المرتفع، حيث تصطدم أثناء حركتها بذرات المادة التي تُعيقها عن الحركة، وهذا ما يدعى بالمقاومة الكهربائية.

وبما أن التوتر المطبق على المادة الناقلة يتناسب طردًا مع التيار المار فيها، فيمكن اعتبار المقاومة نسبة التوتر المطبق إلى التيار، وعليه صِيغَ قانون المقاومة الكهربائية التي تقاس بواحدةٍ تدعى الأوم ويرمز لها أوميغا Ω.

R=V/I

• R: المقاومة.
• V: التوتر.
• I : شدة التيار.

العوامل التي تؤثر على المقاومات الكهربائية

تُستخدم المقاومة الكهربائية في الدارة لتقليل التيار الكهربائي المار فيها وتقسيم التوتر وتعديل الإشارات، لذلك لا بدّ من اختيار قيمة المقاومة بدقةٍ بحيث تفي بالغرض المطلوب منها، وكل ما يجب فعله هو توصيل المقاومة ضمن الدارة.

تتكون المقاومة بشكلٍ عام من سلكٍ ناقلٍ ملفوفٍ على مادةٍ عازلةٍ غالبًا ما تكون من السيراميك، حيث يتحكم عدد لفات السلك ومقطعه بقيمة المقاومة؛ فكلما زاد عدد اللفات وقلَّ مقطع السلك، كلما ازدادت قيمة المقاومة والعكس صحيح؛ أي أن الإلكترونات ستواجه صعوبةً أكبر في الحركة إن كان السلك أطول أو مقطعه أصغر.

يضاف إلى ذلك تأثير المادة المصنوعة منها حيث تُبدي المواد الناقلة للتيار الكهربائي مقاومةً أقل من المواد العازلة، وهذا ما يُرمز له بالمقاومة النوعية للمادة وتقاس بالأومو متر.

تأثير الحرارة على المقاومة الكهربائية

مع أن المقاومة تتغير تبعًا لطول الناقل ومساحة مقطعه، لا يمكن إغفال دور الحرارة وتأثيرها على قيمة المقاومة؛ فمع تغير درجات الحرارة تتمدد المادة الناقلة في المقاومة أو تتقلص كون معظم المعادن تتأثر بالحرارة وبذلك تتغير أبعادها.

لكن ذلك لا يعني أنه السبب الرئيسي لتغير قيمة المقاومة، لأن الأمر متعلقٌ بالمقاومة النوعية للمادة الناقلة بشكلٍ كبيرٍ، فعند ارتفاع الحرارة يزداد اهتزاز ذرات المادة الناقلة وأيوناتها ما يشكل إعاقةً أكبر أمام حركة الإلكترونات، وبالتالي زيادة المقاومة الكهربائية.

يمكن اختصار ذلك بأن العلاقة بين درجة الحرارة والمقاومة علاقة طردية، كلما ازدادت الحرارة ازدادت المقاومة، وكلما قلت الحرارة قلت معها المقاومة، وهنا لا بد من الإشارة إلى إمكانية تخفيض المقاومة إلى الصفر وتدعى عندها الموصلية المطلقة.

طرق توصيل المقاومات

يمكن في بعض الأحيان توصيل المقاومات على التسلسل أو التوازي للوصول إلى قيمة مقاومة محددة مطلوبة في دارةٍ ما.

توصيل المقاومات على التسلسل

توصل المقاومات بطريقةٍ متسلسلةٍ بحيث يكون التيار المار في كافة المقاومات متساويًّا، أما المقاومة الكلية (المكافئة) فتكون مجموع قيمة المقاومات الموصولة على التسلسل، وبالتالي إن خرجت إحدى المقاومات عن العمل تتوقف الدارة بالكامل.

توصيل المقاومات على التوازي

وهنا يوصل أحد طرفي المقاومات إلى نقطةٍ واحدةٍ والطرف الآخر إلى نقطةٍ واحدةٍ أخرى بحيث يطبق على كافة المقاومات جهدٌ واحدٌ، بينما يتوزع التيار المار في الدارة على المقاومات، أما المقاومة الكلية فتحسب من مجموع مقلوب قيمة كل مقاومةٍ من المقاومات الموصولة على التوازي.

 

المقاومات الكهربائية تعتبر عنصر المقاومة من إحدى أهم العناصر المستخدمة في الدوائر الالكترونية، حيث يتوفر الكثير من قيم المقاومات المختلفة التي يتم تحديدها من خلال شيفرة الألوان الموجود على الجسم الخارجي للمقاومة، ويوجد أيضاً مقاومات ذات أشكال متنوعة وأحجام تتغير حسب قدرتها على تحمل أقصى تيار مقننة لها هنا نتناول بالتفصيل أنواع المقاومات الكهربائية.

تعريف المقاومة الكهربائية

هي عنصر من إحدى عناصر الالكترونيات المهمة التي تعمل على تقليل قيمة التيار الكهربائي المار في دائرة ما، حيث يتم تركيب المقاومة بقيم وقدرات مناسبة لتحمل قيمة الجهد والتيار الكهربائي.

أنواع المقاومات الكهربائية

المقاومات الثابتة:

تعد إحدى أنواع المقاومات الكهربائية وهي المقاومة التي لا يمكن التحكم في قيمتها، وبالتالي يتم تصنيعها على هيئة أرقام ثابتة ذات ألوان محددة لقراءة القيمة من خلالها، أو كتابة أرقام مباشرة أو كتابة أكواد حرفية مع أرقام وهذه تحتاج إلى قراءة خاصة من خلال جداول تضعها الشركة المصنعة في الداتا شيت.

وتتكون من:

1. المقاومة الفلمية.

2. المقاومة السلكية.

3. المقاومة الكربونية.

4. المقاومات السطحية.

الفرق بين المقاومات الثابتة

تختلف المقاومات من ناحية نوع الخامة التي يتم تصنيعها من قبل الشركات، وكذلك تختلف من ناحية قدرات التحمل العالية، حيث تتحمل المقاومات السلكية قدرات أعلى من المقاومات السطحية والفلمية.

المقاومات المتغيرة:

تعد إحدى أنواع المقاومات الكهربائية وهي المقاومات التي يتم من خلالها التحكم في قيمة المقاومة بشكل يدوي أو التحكم فيها من خلال الضوء أو الحرارة أو الجهد، مثل المقاومة الضوئية والتي تعتمد على ضوء النهار، والمقاومة الحرارية والتي تعتمد على درجة الحرارة المحيطة، والمقاومة الجهدية والمسمى أيضاُ بالفاريستور (Varistor)، وأخيراً المقاومة المتغيرة والتي يتم فيها تغيير قيمتها بواسطة تحريك محورها باليد واختيار القيمة المراد بها.

1. المقاومة الدورانية.

2. المقاومة الانزلاقية.

3. المقاومة الضوئية.

4. المقاومة الحرارية.

5. المقاومة الجهدية (فيركتور).

المقاومات المتغيرة

استخدامات المقاومات الثابتة والمتغيرة

• تستخدم في دوائر التايمرات.
• تستخدم في دوائر منظم الجهد.
• تستخدم في دوائر الإضاءة.
• تستخدم في لوحات الانفرتر.
• تستخدم في لوحات الهواتف.
• تستخدم في لوحات التحكم عن بعد.
• تستخدم في الشواحن.
• تستخدم في لوحات التحكم.
• تستخدم في دوائر السماعات.
• تستخدم في الساعات.

وهناك الكثير والكثير من الاستخدامات الواسعة لها في مجال الإلكترونيات.

قانون أوم

حساب قانون أوم، تعتمد قيم الجهد والتيار والمقاومة في الدارة الكهربائية على بعضها البعض، وقانون أوم هو القانون الذي يوضح العلاقة التي تربط الوحدات الكهربائية الثلاثة المذكورة أعلاه. فكيف يمكن حساب قانون أوم وما هي القوانين المستخدمة في قانون أوم.

ما هو نص قانون أوم

ينص قانون أوم على ما يلي: “تتناسب شدة التيار المار في موصل تناسباً طردياً مع فرق الجهد بين طرفي الموصل وعكسياً مع مقاومته”.

وقد سمى قانون أوم بهذا الاسم نسبة إلى العالم الألماني جورج أوم الذي اكتشف هذه العلاقة.

قانون أوم والوحدات الكهربائية

إن البطارية أو المولد هو مصدر الجهد في الدارة الكهربائية. والجهد هو القوة التي تسبب سريان التيار الكهربائي داخل الدارة، وبناء على ذلك فإن زيادة الجهد يسبب أيضاً في زيادة التيار، وكلما قل الجهد قل التيار، مع ثبات قيمة المقاومة.

وإذا فرضنا أن الجهد ثابت القيمة، فإن وجود مقاومة عالية يؤدي إلى مرور تيار منخفض، والعكس عند وجود مقاومة منخفضة القيمة يؤدي إلى مرور تيار مرتفع.

 

---

حساب قانون أوم

يوجد ثلاث أشكال حسابية لقانون أوم وهي:

• التيار الكهربائي: يمكن من خلال قانون أوم إيجاد قيمة التيار بمعلومية قيمتي المقاومة والجهد. وتنص هذه العلاقة على أن قيمة التيار تساوي قيمة الجهد مقسومة على قيمة المقاومة؛ وتكتب الصيغة كالتالي:

التيار (I) = الجهد (V) ÷ المقاومة (R)

حيث أن وحدة قياس التيار الأمبير ويرمز له بالرمز (A).

•  المقاومة الكهربائية: تستخدم هذه العلاقة عندما نريد تحديد قيمة المقاومة بدلالة الجهد والتيار. وتنص العلاقة أيضاً على أن قيمة المقاومة تساوي قيمة الجهد مقسومة على قيمة التيار؛ وتكتب الصيغة كالتالي:

المقاومة (R) = الجهد (V) ÷ التيار (I)

حيث أن وحدة قياس المقاومة الأوم ويرمز له بالرمز (Ω)

• الجهد الكهربائي: تستخدم هذه العلاقة لإيجاد قيمة الجهد بمعلومية قيمتي التيار والمقاومة. وتنص على أن قيمة الجهد بين طرفي أي مقاومة تساوي حاصل ضرب قيمة التيار المار عبر المقاومة في قيمة المقاومة؛ وتكتب الصيغة كالتالي:

الجهد (V) = المقاومة (R) × التيار (I)

حيث أن وحدة قياس الجهد الفولت ويرمز له بالرمز (V).

أمثلة على حساب قانون أوم

المثال الأول

مصباح سيارة يعمل على بطارية بجهد 12 فولت، وكانت مقاومة هذا المصباح عند قياسيه 8 أوم، ما قيمة التيار المار في هذا المصباح؟

الحل:

التيار (I) = الجهد (V) ÷ المقاومة (R)

التيار (I) = 12 ÷ 8

التيار (I) = 1.5 أمبير

---

المثال الثاني

مقاومة كهربائية يمر عبرها تيار بقدرة 1 أمبير وطبق علي طرفيه جهد بقيمة 5 فولت، ما قيمة المقاومة بالدائرة؟

الحل:

المقاومة (R) = الجهد (V) ÷ التيار (I)

المقاومة (R) = 5 ÷ 1

المقاومة (R) = 5 أوم

---

المثال الثالث

دائرة كهربائية تحتوي على مقاومة بقدرة 10 أوم ويمر عبرها تيار بقدرة 0.5 أمبير، فما قيمة الجهد المطبق على طرفي المقاومة؟

الجهد (V) = المقاومة (R) × التيار (I)

الجهد (V) = 10 × 0.5

الجهد (V) = 5 فولت

يمكنك من خلال هذا الموقع تعبئة قيمتين معلومتين بسرعة دون أخذ الكثير من الوقت لكي يعطيك القيم المجهولة.

حساب قانون أوم السريع

جرب جهزلي لرحله تسوق ممتعه

يسعدنا زيارتكم صفحاتنا على مواقع التواصل الاجتماعي حيث نقوم بنشر عروض حصرية على موقعنا الالكتروني.

صفحتنا علي الفيسبوك هنا.

حسابنا على تويتر هنا.