- كيف يتم حساب الموصلية؟
- وحدات المواصلة
- أمثلة
- الموصلية والتوصيل
- تمارين
- - التمرين 1
- الاجابه على
- الحل ب
- الحل ج
- - تمرين 2
- المحلول
- المراجع
و تصرف يعرف من الموصلات وكم هو سهل للسماح لمرور تيار كهربائي. لا تعتمد فقط على المواد المستخدمة في تصنيعها ، بل تعتمد أيضًا على هندستها: الطول ومساحة المقطع العرضي.
الرمز المستخدم للتوصيل هو G ، وهو معكوس المقاومة الكهربائية R ، وهي كمية مألوفة قليلاً. وحدة SI للتوصيل هي معكوس أوم ، يرمز لها Ω -1 وتسمى سيمنز (S).

الشكل 1. يعتمد التوصيل على المادة وهندسة الموصل. المصدر: Pixabay.
المصطلحات الأخرى المستخدمة في الكهرباء والتي تبدو مشابهة للتوصيل وترتبط بالموصلية والتوصيل ، لكن لا ينبغي الخلط بينها. أول هذه المصطلحات هي خاصية جوهرية للمادة التي يتكون منها الموصل ، والثانية تصف تدفق الشحنة الكهربائية من خلالها.
بالنسبة للموصل الكهربائي ذي المقطع العرضي الثابت للمنطقة A والطول L والموصلية σ ، يتم إعطاء التوصيل بواسطة:
كلما زادت الموصلية ، زادت الموصلية. أيضًا ، كلما زادت مساحة المقطع العرضي ، كان من الأسهل على الموصل تمرير التيار. على العكس من ذلك ، كلما زاد الطول L ، انخفض الموصلية ، لأن الناقلات الحالية تفقد المزيد من الطاقة في المسارات الأطول.
كيف يتم حساب الموصلية؟
يتم حساب التوصيل G للموصل ذي مساحة المقطع العرضي الثابتة وفقًا للمعادلة الواردة أعلاه. هذا مهم ، لأنه إذا لم يكن المقطع العرضي ثابتًا ، فعليك استخدام حساب التفاضل والتكامل لإيجاد المقاومة والتوصيل.
نظرًا لأنه معكوس المقاومة ، يمكن حساب الموصلية G مع العلم أن:
في الواقع ، يمكن قياس المقاومة الكهربائية للموصل مباشرة بمقياس متعدد ، وهو جهاز يقيس أيضًا التيار والجهد.
وحدات المواصلة
كما ذكرنا في البداية ، فإن وحدة التوصيل في النظام الدولي هي شركة Siemens (S). يُقال أن الموصل له موصلية مقدارها 1 S إذا زاد التيار من خلاله بمقدار 1 أمبير لكل فولت من فرق الجهد.
دعونا نرى كيف يمكن ذلك من خلال قانون أوم ، إذا كان مكتوبًا من حيث المواصلة:
حيث V هو فرق الجهد أو الجهد بين طرفي الموصل وأنا شدة التيار. من حيث هذه الأحجام ، تبدو الصيغة كما يلي:
كانت وحدة التوصيل سابقًا هي mho (أوم تهجئًا للخلف) التي تدل على Ʊ ، وهي أوميغا رأس مال مقلوب. سقط هذا الترميز في الإهمال وتم استبداله بـ Siemens تكريما للمهندس والمخترع الألماني Ernst Von Siemens (1816-1892) ، رائد الاتصالات ، لكن كلاهما متكافئ تمامًا.

الشكل 2. المواصلة مقابل المقاومة. المصدر: ويكيميديا كومنز. مركز الفكر
في أنظمة القياس الأخرى ، يتم استخدام statsiemens (statS) (في نظام cgs أو cm-gram-second system) و absiemens (abS) (نظام cgs الكهرومغناطيسي) مع "s" في النهاية ، دون الإشارة إلى المفرد أو الجمع ، و التي تأتي من اسم علم.
بعض المعادلات
1 احصاءات = 1.11265 × 10 -12 سيمنز
1 أبس = 1 × 10 9 سيمنز
أمثلة
كما ذكرنا سابقًا ، مع وجود المقاومة ، تُعرف الموصلية على الفور عند تحديد القيمة العكسية أو المتبادلة. وبهذه الطريقة ، فإن المقاومة الكهربائية البالغة 100 أوم تعادل 0.01 سيمنز ، على سبيل المثال.
فيما يلي مثالان إضافيان على استخدام الموصلية:
الموصلية والتوصيل
إنها مصطلحات مختلفة ، كما هو موضح بالفعل. الموصلية هي خاصية للمادة التي يتكون منها الموصل ، في حين أن التوصيل مناسب للموصل.
يمكن التعبير عن الموصلية من حيث G على النحو التالي:
σ = G (L / A)
فيما يلي جدول موصلات المواد الموصلة المستخدمة بكثرة:
الجدول 1. التوصيلات والمقاومات والمعامل الحراري لبعض الموصلات. درجة الحرارة المرجعية: 20 درجة مئوية.
| معدن | σ × 10 6 (S / م) | ρ × 10 -8 (Ω.m) | α C -1 |
|---|---|---|---|
| فضة | 62.9 | 1.59 | 0.0058 |
| النحاس | 56.5 | 1.77 | 0.0038 |
| ذهب | 41.0 | 2.44 | 0.0034 |
| الألومنيوم | 35.4 | 2.82 | 0.0039 |
| التنغستن | 18.0 | 5.60 | 0.0045 |
| حديد | 10.0 | 10.0 | 0.0050 |
عندما يكون لديك دارات ذات مقاومات متوازية ، فأنت بحاجة أحيانًا إلى الحصول على المقاومة المكافئة. تتيح معرفة قيمة المقاومة المكافئة استبدال قيمة واحدة لمجموعة المقاومات.

الشكل 3. رابطة المقاومات بالتوازي. المصدر: ويكيميديا كومنز. لم يتم توفير مؤلف يمكن قراءته آليًا. يفترض Soteke (بناءً على مطالبات حقوق النشر)..
بالنسبة لتكوين المقاوم هذا ، تُعطى المقاومة المكافئة بواسطة:


G eq = G 1 + G 2 + G 3 +… G n
أي أن المواصلة المكافئة هي مجموع المواصلات. إذا كنت تريد معرفة المقاومة المكافئة ، فما عليك سوى عكس النتيجة.
تمارين
- التمرين 1
أ) اكتب قانون أوم من حيث المواصلة.
ب) أوجد موصلية سلك التنجستن بطول 5.4 سم وقطره 0.15 مم.
ج) الآن يتم تمرير تيار 1.5 أ عبر السلك. ما هو فرق الجهد بين طرفي هذا الموصل؟
الاجابه على
من الأقسام السابقة عليك:
الخامس = أنا / ز
استبدال الأخير في الأول ، يبدو كما يلي:
أين:
-أنا هي شدة التيار.
-L هو طول الموصل.
-هي الموصلية.
-A هي منطقة المقطع العرضي.
الحل ب
لحساب توصيل سلك التنغستن هذا ، يلزم توصيله ، وهو موجود في الجدول 1:
σ = 18 × 10 6 ق / م
L = 5.4 سم = 5.4 × 10 -2 م
D = 0. 15 ملم = 0.15 × 10 -3 م
A = π.D 2 / = 4 π. (0.15 × 10 -3 م) 2 / 1.77 = 4 × 10 -8 م 2
الاستبدال في المعادلة لدينا:
G = σ. A / L = 18 × 10 6 S / م. 1.77 × 10 -8 م 2 / 0.15 × 10 -3 م = 2120.6 S.
الحل ج
V = I / G = 1.5 A / 2120.6 S = 0.71 مللي فولت.
- تمرين 2
أوجد المقاومة المكافئة في الدائرة التالية ، مع العلم أن i o = 2 A ، احسب i x والقدرة التي تبددها الدائرة:

الشكل 4. دارة مع مقاومات على التوازي. المصدر: Alexander، C. 2006. أساسيات الدوائر الكهربائية. الثالث. الإصدار. ماكجرو هيل.
المحلول
المقاومة مذكورة: R 1 = 2 Ω ؛ ص 2 = 4 Ω ؛ ص 3 = 8 Ω ؛ ص 4 = 16 Ω
ثم يتم حساب التوصيل في كل حالة: G 1 = 0.5 Ʊ ؛ ع 2 = 0.25 Ʊ ؛ ع 3 = 0.125 Ʊ ؛ ع 4 = 0.0625 Ʊ
وأخيرًا يتم إضافتهم كما هو موضح سابقًا ، للعثور على الموصلية المكافئة:
G المعادلة = G 1 + G 2 + G 3 +… G n = 0.5 + 0.25 Ʊ + 0.125 Ʊ + 0.0625 Ʊ = 0.9375 Ʊ
لذلك R eq = 1.07 Ω.
الجهد عبر R 4 هو V 4 = i o. ص 4 = 2 أ. 16 Ω = 32 فولت ، وهو نفس الشيء بالنسبة لجميع المقاومات ، حيث إنها متصلة بالتوازي. ثم يمكن العثور على التيارات التي تتدفق عبر كل مقاوم:
-i 1 = V 1 / R 1 = 32 V / 2 Ω = 16 أ
-i 2 = V 2 / R 2 = 32 فولت / 4 Ω = 8 أ
-i 3 = V 3 / R 3 = 32 فولت / 8 Ω = 4 أ
-i x = i 1 + i 2 + i 3 + i o = 16 + 8 + 4 + 2 A = 30 A
أخيرًا ، القوة المشتتة P هي:
P = (i x) 2. R مكافئ = 30 أ × 1.07 Ω = 32.1 واط
المراجع
- الكسندر ، م. 2006. أساسيات الدوائر الكهربائية. الثالث. الإصدار. ماكجرو هيل.
- تحويل ميغا أمبير / ملي فولت إلى حاسبة absiemens. تم الاسترجاع من: pinkbird.org.
- García، L. 2014. الكهرومغناطيسية. الثاني. الإصدار. جامعة سانتاندير الصناعية. كولومبيا.
- Knight، R. 2017. الفيزياء للعلماء والهندسة: نهج إستراتيجي. بيرسون.
- Roller، D. 1990. الفيزياء. الكهرباء والمغناطيسية والبصريات. المجلد الثاني. افتتاحية Reverté.
- ويكيبيديا. التوصيل الكهربائي. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.
- ويكيبيديا. سيمنز. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.
