وظيفة المقاومة في الدائرة الكهربائية

وظيفة المقاومة في الدائرة الكهربائية

• 
  
  التحكّم في مدى تدفق التيـار الكهربائي.
  
  
• 
  
  التقليل من الجهد في الدائرة الكهربائيّة لمستوى معين.
  
  

إذ تحد المقاومة من تدفق الإلكترونات على سبيل المثال، عند تشغيل مصباح كهربائي وتدفق عندها الكثير من التيار الكهربائي سيتم تدمير المصباح، لذا يأتي دور المقاومة في التحكّم في شدة التيار عن طريق تبديد جزءًا من التيار في هيئة طاقة حرارية.

تعريف المقاومة الكهربائية

قبل التطرّق لتعريف المقاومة الكهربائية علينا معرفة كيفية تدفق التيار الكهربائي، حيث يَسريِ التيار نتيجة حركة الإلكترونات في نفس الاتجاه في مادةٍ ما، لذا تـُعرف المقاومة بأنها


العائق لحركة الإلكترونات


، بينما يأتي فرق الجهد ليشجع حركة الإلكترونات ولكن مع المقاومة يتم السيطرة على حركتها مما يعني أن المتحكم الأساسي في حركة التيار هو “المقاومة وفرق الجهد”، ويرمز للمقاومة الكهربائية بالرمز اليوناني”Ω”، وتُقاس وحدتها الأساسية بـ “الأوم”، كما يتم تمثيل المقاومة بالحرف R في المعادلات.[1]

العوامل المؤثرة على المقاومة الكهربائية

• طول الأسلاك.
• مساحة المقطع العرضي للأسلاك.
• مادة الأسلاك.

عادةً ما يتشابه تحرك التيار خلال الأسلاك الكهربائية بطريقة تدفق الماء من الأنابيب، حيث تعمل المقاومة في كلا الحالتين كعائق لمنع التدفق الزائد والتحكم في معدله ومقداره، ومن أهم

العوامل المؤثرة على المقاومة الكهربائية

ما يلي:[2]

طول الأسلاك:

تعمل طول الأسلاك التي يتدفق من خلالها التيار بالتأثير على المقاومة الكهربائية، أي أنه بمجرد زيادة طول الأسلاك تزداد معها المقاومة، حيث تكون العلاقة بينهما طردية.

مساحة المقطع العرضي للأسلاك:

يتأثر مقدار المقاومة بمساحة المقطع العرضي للأسلاك، إذ تمتلك الأسلاك الأكثر عرضًا مساحة مقطع عرضي كبير، على سبيل المثال إذا تدفقت الماء بمقدار معين في أنبوب ضيق سيكون المقدار أكثر بكثير في أنبوب أوسع، مما يعني أن مقدار المقاومة يقل في الأنبوب العريض، على عكس الأنبوب الضيق الذي تزداد معه المقاومة.

مادة الأسلاك:

تؤثر المادة المصنوع منها الأسلاك على مقدار المقاومة، إذ تختلف مادة كل سلك في قدرتها على توصيل التيار الكهربائي، على سبيل المثال يعتبر عنصر الفضة أحد أفضل مواد الصنع كونها موصل جيد للكهرباء، على النقيض يأتي النحاس بتكلفة أقل بكثير ولكنه أقل توصيلاً من الفضة، لذا فهناك موصلات جيدة عن غيرها مما ينعكس على مقدار المقاومة حيث تصبح المقاومة أقل، بينما يرتفع مقدار المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة.

أنواع المقاومة الكهربائية

• مقاومة خطية.
• مقاومة غير خطية.
• مقاومة ثابتة.
• مقاومة متغيرة.

تنقسم المقاومة إلى عدّة أنواع مختلفة، إذ يستخدم كل نوع منها في تطبيقات واستخدامات متنوّعة، حيث تتناسب كلاً منها تبعًا لشدة الجهد والتيار والثبات، ومن أبرز أنواع المقاومة الكهربائية ما يلي:[3]

مقاومة خطية:

تُستخدم المقاومة الخطيّة للتحكّم في مدى تدفق التيار الكهربائي، عكس المقاومة الغير خطية التي تختلف باختلاف الجهد والتيار ودرجة الحرارة، وتنقسم المقاومة الخطية إلى المقاومة المتغيرة والثابتة، إذ يتماشى مقدارها مع مقدار الجهد في السلك.

مقاومة غير خطية:

تُعرف المقاومة غير الخطية باختلاف مقدارها اعتمادًا على درجة الحرارة، والجهد حيث تستجيب للمتغيرات، والجدير بالذكر أن صناعة تلك المقاومة يكون بواسطة عنصر أكسيد الزنك وغيرها من المواد، ومن أمثلة المقاومة الغير خطية الثرمستورات وتُـستخدم في الإلكترونيات والبطاريات المُعاد شحنها، إضافةً إلى نوع المقاومة المعتمد على الضوء والذي يدخل في تطبيقات عدّة منها مستشعرات الضوء، ومعدات التصوير وغيرها.

مقاومة ثابتة:

تُعرف المقاومة الثابتة بقيمتها الغير متغيرة تمامًا، كما يمكن توصيلها بالدائرة الكهربائية ببساطة والتكيّف مع الفولت المرتفع، والجدير بالذكر أنَّ المقاومة الثابتة تكون درجة الحرارة المصاحبة لها عالية للغاية، وتدخل مقاومة الكربون، ومقاومة الأسلاك، ومقاومة الأغشية الرقيقة وكذلك الأفلام السميكة ضمن أنواع المقاومة الثابتة، حيث يتم تكوين مقاومة الكربون بواسطة مسحوق الكربون ولكنها تكون ذات تكلفة مرتفعة، بينما تتكون مقاومة الأسلاك بواسطة سلوك معدنيّة ذات مقاومة عالية وشديدة.

مقاومة متغيرة:

تختلف المقاومة المتغيرة عن الثابتة بأنّ لديها مقدار متغير وغير ثابت من المقاومة، إذ يتم تعديل وتغيير القيمة الأخيرة للمقاومة تبعًا لعدة عوامل كالجهد ودرجة الحرارة والتيار، لذا تتغير باستمرار للتحكم في مدى تدفق التيار، وتأتي مقاييس الجهد، والريوستات ضمن أنواع المقاومة المتغيرة.

ماذا يحدث عند زيادة المقاومة في الدائرة الكهربائية

ينخفض التيار الكهربائي

،

وذلك لأنه مع زيادة المقاومة تصبح الإلكترونات متفاعلة مع مقدار المقاومة بشكلٍ أكثر لتصبح أبطأ في حركاتها وينخفض التيار، وتعتمد تلك النظرية على تنافر الإلكترونات.[4]

وحدة قياس المقاومة الكهربائية

وحدة قياس المقاومة الكهربائية


“أوم”



،

كما يرمـز لها بالرمز R أو Ω، ويتم التعبير عن وحدة مقاومة التيار الكهربائي بالصيغة “R = V ÷ I”، حيث يرمز R إلى المقاومة الكهربائية، ويرمز V إلى فرق الجهد في الدائرة، بينما يرمز I إلى التيار الكهربائي في الدائرة.[5]

ما هو سبب وجود المقاومه في الماده

تحدث المقاومة في المادة


نتيجة اصطدام الإلكترونات بالذرات الموجودة في نفس المادة،


كما أنَّ جميع أنواع المواد لديها مقاومة تعتمد كميتها على درجة الحرارة، وطول السلك وعرضه.[6]