- قياس المقاومة الكهربائية
- رمز اللون للمقاومات
- أمثلة على قيم المقاوم
- البادئات الأكثر استخدامًا
- مقاومة الموصل
- تمرين حل
- المحلول
- المراجع
و أوم أو أوم هي وحدة قياس المقاومة الكهربائية تابعة للنظام الدولي للوحدات (SI)، وتستخدم على نطاق واسع في العلوم والهندسة. سميت على اسم الفيزيائي الألماني جورج سيمون أوم (1789-1854).
كان أوم أستاذًا وباحثًا في جامعة ميونيخ ، ومن بين إسهاماته العديدة في الكهرباء والمغناطيسية تعريف المقاومة من خلال العلاقة بين الجهد والتيار من خلال موصل.
الشكل 1. مقاومات متنوعة تشكل جزءًا من الدائرة. المصدر: ويكيميديا كومنز.
تُعرف هذه العلاقة باسم قانون أوم ويتم التعبير عنها عادةً على النحو التالي:
R = ΔV / أنا
حيث تمثل R المقاومة الكهربائية ، ΔV هي الجهد بالفولت (V) ، وأنا موجود بالامبير (A) ، كل ذلك بوحدات SI.
لذلك ، 1 أوم ، والتي يشار إليها أيضًا بالتبادل بالحرف اليوناني Ω ، تساوي 1 فولت / أ. هذا يعني أنه إذا تسبب ضبط جهد 1 فولت عبر موصل معين في حدوث تيار قدره 1 أ ، فإن مقاومة هذا الموصل هي 1 Ω.
المقاومة الكهربائية هي عنصر شائع جدًا في الدائرة يتم استخدامه بطرق عديدة للتحكم في التيار بشكل صحيح ، سواء كان جزءًا من دائرة متكاملة أو بشكل فردي.
قياس المقاومة الكهربائية
الشكل 5. جورج سيمون أوم ، الذي سمي على اسم وحدة المقاومة ، ولد في بافاريا عام 1789 وقدم مساهمات كبيرة في الكهرباء والصوتيات وتداخل الموجة الضوئية. المصدر: ويكيميديا كومنز.
تُقاس المقاومات بمساعدة مقياس متعدد ، وهو مقياس يأتي في النسختين التناظرية والرقمية. تقيس أبسطها الفولتية والتيارات المباشرة ، ولكن هناك أجهزة أكثر تطوراً بوظائف إضافية. عند استخدامها لقياس المقاومة يطلق عليها الأوم أو الأومتر. هذا الجهاز سهل الاستخدام للغاية:
- يتم وضع المحدد المركزي في الموضع لقياس المقاومة ، واختيار أحد المقاييس المحددة بالرمز ، في حالة احتواء الجهاز على أكثر من مقياس.
- يتم استخلاص المقاومة المراد قياسها من الدائرة. إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، فيجب إيقاف تشغيل مصدر الطاقة.
- يتم وضع المقاومة بين أطراف أو مجسات الأداة. لا يهم القطبية.
- تتم قراءة القيمة مباشرة على الشاشة الرقمية. إذا كانت الآلة تمثيلية ، فإن لها مقياسًا مميزًا بالرمز يُقرأ من اليمين إلى اليسار.
في الشكل التالي (رقم 2) ، يظهر مقياس رقمي متعدد ومسباراته أو نصائحه. يحتوي النموذج على مقياس واحد لقياس المقاومة ، يشار إليه بسهم.
الشكل 2. جهاز رقمي متعدد. المصدر: Pixabay.
غالبًا ما يتم التعبير عن قيمة المقاومة الكهربائية التجارية من خلال رمز النطاق اللوني على السطح الخارجي. على سبيل المثال ، المقاومات في الشكل 1 لها أشرطة حمراء ، بنفسجية ، ذهبية ، صفراء ، ورمادية. كل لون له معنى عددي يشير إلى القيمة الاسمية ، كما هو موضح أدناه.
رمز اللون للمقاومات
يوضح الجدول التالي رموز الألوان للمقاومات:
الجدول 1.
مع الأخذ بعين الاعتبار أن الشريط المعدني على اليمين يتم استخدام الكود على النحو التالي:
- أول لونين من اليسار إلى اليمين يعطيان قيمة المقاومة.
- يشير اللون الثالث إلى قوة 10 التي يجب ضربها بها.
- والرابع يشير إلى التسامح الذي حددته الشركة المصنعة.
أمثلة على قيم المقاوم
كمثال ، دعنا ننظر أولاً إلى المقاوم في المقدمة ، على يسار الشكل 1. تسلسل الألوان المعروض هو: الرمادي ، الأحمر ، الأحمر ، الذهبي. تذكر أن الشريط الذهبي أو الفضي يجب أن يكون على اليمين.
يمثل الرمادي 8 ، والأحمر 2 ، والمضاعف أحمر ويساوي 10 2 = 100 ، وأخيرًا ، يكون التفاوت هو الذهب الذي يرمز إلى 5٪. إذن المقاومة 82 × 100 Ω = 8200 أوم.
لكون التسامح 5٪ ، فإنه يعادل بالأوم: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. إذن ، قيمة المقاومة بين: 8200 - 410 = 7790 و 8200 + 410 = 8610 Ω.
باستخدام رمز اللون ، لديك القيمة الاسمية أو القيمة المصنعية للمقاومة ، ولكن لجعل القياس أكثر دقة ، تحتاج إلى قياس المقاومة باستخدام جهاز القياس المتعدد ، كما هو موضح سابقًا.
مثال آخر على مقاومة الشكل التالي:
الشكل 3. استخدام رمز اللون في المقاوم R. المصدر: ويكيميديا كومنز.
لدينا ما يلي للمقاوم R: أحمر (= 2) ، بنفسجي (= 7) ، أخضر (اضرب في 10 5) ، وبالتالي فإن المقاوم R في الشكل هو 27 × 10 5 Ω. نطاق التفاوت من الفضة: 27 × 10 5 × (10/100) Ω = 27 × 10 4 Ω. إحدى الطرق للتعبير عن النتيجة أعلاه ، بالتقريب 27 × 10 4 إلى 30 × 10 4 ، هي:
البادئات الأكثر استخدامًا
القيم التي يمكن أن تمتلكها المقاومة الكهربائية ، والتي تكون دائمًا موجبة ، تقع في نطاق واسع جدًا. لهذا السبب ، تُستخدم قوى 10 على نطاق واسع للتعبير عن قيمها ، بالإضافة إلى البادئات. فيما يلي الأكثر شيوعًا:
الجدول 2.
وفقًا لهذا الترميز ، فإن المقاومة في المثال السابق هي: (2.7 ± 0.3) MΩ.
مقاومة الموصل
المقاومات مصنوعة من مواد مختلفة وهي مقياس لمقاومة الموصل لمرور التيار ، كما هو معروف ، ليست كل المواد تتصرف بنفس الطريقة. حتى بين المواد التي تعتبر موصلات ، هناك اختلافات.
تعتمد المقاومة على عدة خصائص أهمها:
- هندسة الموصل: طول ومساحة المقطع العرضي.
- مقاومة المادة: تدل على مقاومة المادة لمرور التيار.
- درجة الحرارة: تزداد المقاومة والمقاومة مع درجة الحرارة ، لأن الترتيب الداخلي للمادة يتناقص وبالتالي تتعطل الحاملات الحالية في مرورها.
بالنسبة للموصل ذي المقطع العرضي الثابت ، عند درجة حرارة معينة ، تُعطى المقاومة من خلال:
R = ρ (ℓ / A)
حيث ρ هي مقاومة المادة عند درجة الحرارة المعنية ، والتي يتم تحديدها تجريبياً ، ℓ هي طول الموصل و A هي منطقة المقطع العرضي.
الشكل 4. مقاومة الموصل. المصدر: ويكيميديا كومنز.
تمرين حل
أوجد مقاومة سلك نحاسي نصف قطره 0.32 مم وطوله 15 سم ، مع العلم أن مقاومة النحاس تساوي 1.7 × 10 -8 Ω.
المحلول
بالنظر إلى أن المقاومة موجودة بوحدات النظام الدولي ، فإن أنسب شيء هو التعبير عن مساحة المقطع العرضي والطول في هذه الوحدات ، ثم الاستعاضة عنها في صيغة القسم السابق:
نصف القطر = 0.32 مم = 0.32 × 10 -3 م
أ = π (نصف القطر 2) = π (0.32 × 10 -3 م) 2 = 3.22 × 10-7 م 2
ℓ = 15 سم = 15 × 10 -2 م
R = ρ (ℓ / A) = 1.7 × 10 -8 Ω.mx (15 × 10 -2 م / 3.22 × 10 -7 م 2) = 7.9 × 10 -3 Ω = 7.9 م أوم.
المراجع
- فيغيروا ، د. (2005). السلسلة: فيزياء العلوم والهندسة. المجلد 5. الكهرباء الساكنة. حرره دوغلاس فيغيروا (USB).
- جيانكولي ، د. 2006. الفيزياء: مبادئ مع تطبيقات. 6 عشر. إد برنتيس هول.
- ريسنيك ، ر. (1999). جسدي - بدني. المجلد 2. 3 الثالثة باللغة الاسبانية. Compañía Editorial Continental SA de CV
- سيرز ، زيمانسكي. 2016. الفيزياء الجامعية مع الفيزياء الحديثة. الرابع عشر. المجلد 2.
- سيرواي ، ر.جويت ، ج. (2018). فيزياء للعلوم والهندسة. حجم 1. 10 مللي أمبير. Ed. Cengage Learning.